不鏽鋼中（zhōng）各元素的作用

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目前已知的化學（xué）元素有100多種，在工業中常用的鋼鐵材（cái）料中可以遇到的化學元素約二十多種。

對於人們在與（yǔ）腐蝕現象作長期鬥爭的實踐而形成（chéng）的不鏽鋼（gāng）這一（yī）特殊鋼係列（liè）來說，最常用的元素有十幾種（zhǒng），除了組成鋼的基本元（yuán）素鐵（tiě）以外，對不鏽鋼的性能與組織影（yǐng）響最大的元（yuán）素是：碳、鉻、鎳、錳（měng）、矽、鉬、鈦（tài）、铌、鈦、錳、氮、銅、鈷（gǔ）等。這些元素中除（chú）碳、矽、氮以外，都（dōu）是化學（xué）元（yuán）素周期表中位於過渡族的元素。

各種元素對不鏽（xiù）鋼（gāng）的性能和組織的（de）影響和作用

1.鉻在不鏽（xiù）鋼中的決定作用：決（jué）定不鏽鋼性屬的元素隻有一（yī）種，這（zhè）就是鉻，每種不鏽鋼都含有一定數量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不鏽鋼。鉻之所以成（chéng）為決定不鏽（xiù）鋼性能的（de）主要（yào）元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後，促（cù）使其內部的矛盾運動向有利於（yú）抵（dǐ）抗腐蝕破壞的方麵發展。這種變化（huà）可以從以下方麵得到說明：①鉻（gè）使鐵基固溶體的電極電位提高 ②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化鈍化是由於陽極反應被阻止而（ér）引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構（gòu）成金（jīn）屬與合金鈍化（huà）的理論很多，主要有薄膜論、吸附論（lùn）及電子排列論。

2. 鎳在不鏽鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出來的 鎳是優良的耐腐蝕材（cái）料，也是合金鋼的重要合金化元素。

鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低（dī）碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達到24％；而隻有含鎳27％時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以（yǐ）鎳不能單獨構成不鏽鋼。但是鎳與鉻同時存在於不鏽鋼中時，含鎳的不鏽鋼卻具有許多可貴的性能。 基於上麵的情況可知，鎳作為合金元素在不鏽鋼中的作用，在於它使高鉻鋼的組（zǔ）織發生變化，從而使不鏽（xiù）鋼的耐腐蝕性能及工藝性能（néng）獲得（dé）某些改善

3. 錳和氮可（kě）以代替鉻鎳不（bú）鏽鋼（gāng）中鎳 鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多，但近幾十年來由於鎳（niè）基耐熱合金與含鎳20％以下的熱強鋼的大量發展與應用，以及化學工業日益發展（zhǎn）對不鏽鋼的需要量越來越（yuè）大，而鎳的（de）礦藏量較少（shǎo）且又（yòu）集中分布在少數地區，因此在世界範圍內出現（xiàn）了鎳在供（gòng）和需方麵的矛（máo）盾。所以在不鏽鋼與許多其他（tā）合金（jīn）領域（yù）（如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼（gāng）、熱強鋼等）中，特別是鎳 的資源比較缺乏（fá）的國家，廣泛地開展了節（jiē）鎳和以其他元素代鎳（niè）的科學研究與生產實踐，在這（zhè）方（fāng）麵研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不鏽鋼與耐熱鋼中（zhōng）的鎳。

在提高鋼的耐腐蝕性能方（fāng）麵，錳的作用不大，如鋼（gāng）中的 含錳量從0到10．4%變化，也不使鋼（gāng）在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明顯的改（gǎi）變。這是因為（wéi）錳對（duì）提高鐵基固溶體的電極電（diàn）位的作用不（bú）大，形成的氧化膜的防護作（zuò）用也很低，所以工業上雖（suī）有以（yǐ）錳合金化的奧氏體鋼（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等），但它（tā）們不能作為（wéi）不鏽鋼使用。

錳在鋼（gāng）中穩定（dìng）奧氏體的作用約為鎳的二分（fèn）之一，即2％的氮（dàn）在鋼中的（de）作用也是穩定奧氏體，並且作用的程（chéng）度比（bǐ）鎳還要大（dà）。例如，欲（yù）使含18％鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組（zǔ）織，以（yǐ）錳和氮代鎳的低鎳不鏽鋼與元鎳的鉻錳氮不（bú）誘鋼，目前已在工業中獲得應用，有的已成功地代替了經典的18-8鉻（gè）鎳不鏽鋼。

4.不鏽鋼中加（jiā）鈦或铌是為了防止晶間腐（fǔ）蝕。

5.鉬和銅可以提高某（mǒu）些不鏽鋼的耐腐蝕性能。

6.其他元素對不鏽鋼的性能和組織的影響（xiǎng） 以上主要的九種元素對（duì）不鏽鋼的（de）性能和組織的（de）影響，除這（zhè）些元素對不鏽鋼性能與組織影響較大（dà）的元素以外，不鏽鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為（wéi）常存雜質元素，如矽、硫、磷等．也有的是為了某些特定的目（mù）的而（ér）加入的，如鈷、硼