鉻對不銹鋼的耐蝕性起決定作用,在不銹鋼(gang)的定義中,w(Cr)≥10.5%,它是不銹鋼耐蝕性的主要元素,鋼中鉻含量越高,耐蝕性越好。這是因為鋼在氧化介質中就可以形成以Cr2O3為基體的穩定的表面防護膜(約10μm),即產生鈍化現象,在這層膜內富集了鉻。同時,鉻有效地提高了固溶體(鐵素體、馬氏體或奧氏體)的電極電位,使原來純鐵(低碳鋼)的電極電位由負變正,從而使鋼不受腐蝕。鉻元素加入不銹鋼中,電極電位遵循n/8規律發生突變。當鉻原子含量每達到1/8、2/8、3/8、··、n/8,即12.5%、25%、37.5%···摩爾分數時,電極電位就有一個躍增,腐蝕減弱。鉻的原子濃度占1/8(即12.5%,摩爾分數),若以質量計則為11.7%(質量分數),所以鉻不銹鋼的鉻含量一般都在12%(質量分數)以上。當鉻原子含量達到25%(摩爾分數)時,還會有第二個突變,此時鉻鋼的耐蝕性進一步提高。
此外(wai),鉻對不銹鋼(gang)的(de)力(li)學性(xing)能和工(gong)藝(yi)性(xing)能都(dou)有很好的(de)作(zuo)用(yong)。鉻能提高(gao)鋼(gang)的(de)淬(cui)透(tou)(tou)性(xing),在(zai)低(di)合金結構中已(yi)經(jing)廣泛應用(yong)。鉻的(de)這種(zhong)作(zuo)用(yong)降低(di)了(le)(le)奧(ao)氏體向鐵素體和碳化物的(de)轉變速(su)度(du),使奧(ao)氏體等溫(wen)轉變圖(tu)明顯(xian)右移,從而降低(di)了(le)(le)鋼(gang)的(de)淬(cui)火臨界冷卻速(su)度(du),致使鋼(gang)的(de)淬(cui)透(tou)(tou)性(xing)增加,一些馬(ma)氏體不銹鋼(gang)空(kong)淬(cui)都(dou)可獲(huo)得馬(ma)氏體組織。
鉻(ge)能提(ti)高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)的抗(kang)氧(yang)化性能,隨著鉻(ge)含(han)量(liang)的增加,鋼(gang)(gang)(gang)的抗(kang)氧(yang)化性能明顯(xian)提(ti)高(gao)。在馬氏(shi)(shi)體鉻(ge)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中,鋼(gang)(gang)(gang)的抗(kang)氧(yang)性能比(bi)普通(tong)鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)4~9倍,馬氏(shi)(shi)體鉻(ge)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)起(qi)皮的溫(wen)度約為(wei)700~850℃。
鉻(ge)是目前使鋼鈍化和給予良好(hao)耐蝕性(xing)不(bu)銹(xiu)性(xing)的唯一有工業使用(yong)價值(zhi)的元素(su)。隨著鉻(ge)含量的增(zeng)加(jia),耐大氣腐蝕性(xing)能(neng)提高。在(zai)氧化性(xing)介(jie)質(zhi)(如稀硝酸)中,隨著鉻(ge)含量的增(zeng)加(jia),不(bu)銹(xiu)鋼的耐蝕性(xing)增(zeng)加(jia);但在(zai)還原性(xing)介(jie)質(zhi)中,隨著鉻(ge)含量的增(zeng)加(jia),不(bu)銹(xiu)鋼的耐蝕性(xing)下(xia)降。
鉻(ge)對鋼的(de)(de)(de)(de)(de)物理性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響表現(xian)為:鉻(ge)可(ke)以增加(jia)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)晶格常數(shu),比體(ti)積(ji)隨鉻(ge)含量的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)呈(cheng)線性增長,且(qie)顯著降低(di)鐵鉻(ge)合金的(de)(de)(de)(de)(de)熱導率,還增加(jia)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)阻。馬氏體(ti)鉻(ge)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)阻是普通鋼的(de)(de)(de)(de)(de)4~6倍。在(zai)淬火條件(jian)下(xia),由于(yu)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)使穩定的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)量增加(jia),因此降低(di)了鋼的(de)(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)和抗拉強(qiang)度(du)(du)。在(zai)退火條件(jian),低(di)碳的(de)(de)(de)(de)(de)鐵-鉻(ge)合金隨鉻(ge)含量的(de)(de)(de)(de)(de)提高,強(qiang)度(du)(du)和硬度(du)(du)增加(jia),而伸(shen)長率稍有下(xia)降。
鉻在(zai)(zai)純(chun)γ-Fe中的(de)最大(da)(da)溶解度大(da)(da)約(yue)為(wei)12.0%;當(dang)w(C)≈0.5%5%時,在(zai)(zai)奧(ao)氏體(ti)中的(de)最大(da)(da)溶解度大(da)(da)約(yue)為(wei)20%。在(zai)(zai)純(chun)α-Fe中的(de)溶解度無限。在(zai)(zai)Cr-MrCr-Mn-N鋼中能增加N的(de)溶解度。
鉻在鋼中形成的碳化物傾向大于錳(meng),而小于鎢。
鉻能(neng)提高(gao)鋼的(de)高(gao)溫強度和高(gao)碳鋼的(de)耐(nai)磨性。