不鏽鋼材料中的各種元素及其作用：

1．鉻——是構成不鏽鋼的基本元素。 鉻是決定不鏽鋼耐腐蝕性能的（de）最基本元素。在氧化性介質中，鉻（gè）能使鋼的表麵（miàn）很快形成 一層實際為腐蝕介質不能透過和不溶解的富（fù）鉻（gè）的氧化膜， 這層氧化膜很致密， 並與金屬基本 結合得很牢固，保護鋼免受外界介質進一步氧化浸蝕；鉻還（hái）能有效地提高鋼的電極電（diàn）位（wèi）。當 含鉻量不低於 12.5%原（yuán）子時,可使鋼的電極電位發生突變,由負電位升到正的電極電位。因而 可顯著提（tí）高鋼（gāng）的耐蝕性（xìng）。鉻的含量越高（gāo），鋼（gāng）的耐蝕性能越好。當含鉻（gè）量達到 25%、37.5% 原子時，會（huì）發生第二次第（dì）三次的突變，使鋼具（jù）有更高的耐腐蝕性能。

2．鎳（niè）——單獨不（bú）能構成不鏽鋼 鎳（niè）對不鏽鋼耐腐（fǔ）蝕的影響，隻有它與鉻（gè）配合時才能充分（fèn）顯（xiǎn）示出來。因為，低炭（tàn）鎳鋼要獲（huò） 得純奧氏體組織，含鎳量需（xū）達 24%；要使鋼在某些介質中的耐腐蝕（shí）性能顯著改變，含鎳量 需在 27%以上。所以，鎳不能單獨構成不鏽鋼。而在含（hán）鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳，就能 使鋼在常溫下獲得單一奧氏體組織，並可（kě）以提高鋼對非氧化性介質（如：稀、、磷（lín）酸等）的 耐蝕性，並（bìng）能改善鋼的焊接和冷彎等的工藝性能。
3．錳和氮——可代（dài）替鉻鎳不（bú）鏽鋼中的鎳 錳和氮在不鏽鋼中有鎳相仿的作（zuò）用。錳的穩定奧氏體作（zuò）用為鎳的二分之一，而氮的作（zuò） 用比鎳大很多，約為鎳的 40 倍左右。因而錳和氮可代鎳獲得單一（yī）的奧氏體組織。但錳的加 入會使含鉻低的不鏽鋼耐蝕性降低。同時，高（gāo）錳奧氏體鋼（gāng）不易加工。因此，在不鏽鋼（gāng）中不單 獨使用（yòng）錳，隻用部分代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼中具有兩（liǎng）重性 碳在不鏽鋼中的含量及其（qí）分布（bù）的形式，在很大程度上左右著不鏽鋼的性能和組織：一方（fāng） 麵碳（tàn）是穩定奧氏（shì）體（tǐ）元素，並作（zuò）用的程度（dù）很大，約為鎳的 30 倍，含碳（tàn）量高的（de）（馬氏（shì）體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火（huǒ）強化，從而在機械性（xìng）能方麵可大大（dà）提高它的強度；另一方麵由於碳和 鉻的親和力很大， 在不鏽鋼中要占用十七（qī）倍碳量的鉻與它結合（hé）成碳化鉻（gè）。 隨（suí）著鋼中（zhōng）含碳量的 增加，則與碳（tàn）形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐（nài）蝕性。所以，從強度與耐腐蝕（shí）性能 兩方麵來看，碳在（zài）不（bú）鏽鋼中（zhōng）的作用是互相矛盾的。在實際應用中，為了達到耐腐蝕的目的， 不鏽（xiù）鋼的含碳（tàn）量一般較低，在大多在 0.1%左右，為了進（jìn）一步提（tí）高鋼的耐（nài）腐蝕能力，特別是 抗晶間腐蝕（shí）的能力，常采用超低碳的不鏽鋼，含碳量在 0.03%甚至更低（dī）；但用於製造滾動 軸承、彈簧、工具等（děng）不鏽鋼，由於要求有高的硬度和耐磨（mó）性，因而含碳量較高，一般均在 0. 85~1.00%之（zhī）間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能提高某些（xiē）不鏽鋼對某些介質的耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不鏽鋼對、醋酸等（děng）腐蝕介質的耐蝕能力。鉬（mù）還能顯（xiǎn）著提高對含（hán）氯離子的介 質（如）以及有機酸中的耐蝕能（néng）力。但（dàn）含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應用，含鉬的不鏽鋼在（zài）沸 騰的（de） 65%硝酸中的腐（fǔ）蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加入鉻錳氮不鏽鋼中，會加速不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼獲得單一奧氏體組織有不利影響，因此在含鉬鋼中，為了使鋼在熱處理後具有單（dān） 一的奧氏體組織。鎳在錳等元素的含量要相應（yīng）的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的抗（kàng）氧化能力（lì） 矽對提高（gāo）鉻鋼抗（kàng）氧化能力的作用很顯著，含（hán） 5%鉻（gè）及（jí） 1%矽的鋼，抗氧化的能力可與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗氧（yǎng）化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的（de） 矽以後，隻需要 12%的鉻就可以了。有資料還介（jiè）紹，向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 2.5%的矽， 抗氧化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳合金。 向高鉻鋼中加鋁也能使抗（kàng）氧化性能顯著提高，它的作用與加矽的功能相仿。 向高鉻鋼中加矽和鋁的目的： 一是為了（le）進一步（bù）提高鋼的抗氧化性能， 二是為了節約用鉻。 矽和鋁對提高鉻鋼（gāng）抗氧化性能的作用雖然很大（dà），但也有（yǒu）很多缺點。最主要的是它使鋼的 晶（jīng）粒粗（cū）化和脆性傾向增大。

7．鎢（wū）和釩加入（rù）鋼中，其主（zhǔ）要作（zuò）用是提高鋼的熱強性。

8．硼（péng） 高（gāo）鉻鐵素體不鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加 0.005%的（de）硼（péng），可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐 腐蝕性能（néng）提高；奧氏體不鏽鋼中（zhōng）加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使鋼的熱態塑性改 善；硼對提高（gāo）鋼的熱強性有良好的作用，可使不鏽鋼的熱（rè）強性顯著提高；含硼的鉻鎳奧氏體 不鏽鋼在原子能工業（yè）中（zhōng）有著特（tè）殊的用途。 但不鏽鋼中含硼會使鋼的塑性和衝擊韌性降低。

9.除以上（shàng）元素外，有（yǒu）些不鏽鋼中（zhōng）還分別加入稀有金屬元素和稀土元素以改善鋼 的性能。 以（yǐ）上談到了構成不鏽鋼的基本元素——鉻，和影響不鏽鋼組（zǔ）織、性能的重要（yào）元素——碳， 以及改善不鏽鋼性能和組織的添加元素——鎳、錳、氮、鈦、铌、鉬、銅、矽、鋁、鎢、釩、 硼等十多個元素。 在工業上實（shí）際應用的不鏽鋼（gāng）， 很多鋼中同時（shí）存在著幾種至十幾種合金元素， 當幾種元素共存於不鏽鋼這一統一體中時，決定不鏽（xiù）鋼組織的是各種元素影響的總和。 各種元素對不鏽鋼（gāng）組織的影響，根據其共同性，概括起來，基本上分屬（shǔ）於兩大類：一類 是形成或穩定奧氏體的元（yuán）素，它們是（shì）碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程度最（zuì）大；另一 類是形成鐵素體的元素，它們是鉻、鎢、鉬、铌、矽、鈦、釩、鋁等，這（zhè）一類元素形成鐵素 體的作用（yòng），如以鉻為 1 來加以比較，其（qí）他元素的作用都（dōu）比鉻大。 這兩類元素共存於不鏽鋼中時，不鏽（xiù）鋼（gāng）的組織就取決於他們互相影響的結果。如果穩定 奧氏體的元素的作用居於主要方麵的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很少以（yǐ）至沒有鐵素（sù） 體； 如果他們的（de）作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至室溫的話， 這種不穩定的奧氏體在冷（lěng）卻 時即發生馬氏體轉變， 鋼的（de）組織則為馬氏體； 如果形成鐵（tiě）素（sù）體的元（yuán）素的作（zuò）用成為主要方麵的 話，鋼的組織則以鐵素體為主（zhǔ）。 不鏽鋼的性能（néng）除工藝因素外，主要取決於其內部組織（zhī）的（de）構成，而構成（chéng）不鏽鋼組織的是各 種合金元素在鋼中（zhōng）的總和。因此說，不鏽鋼的性能，歸根（gēn）到底主要是由合金元（yuán）素決定的。 隻含有鉻元素的不鏽鋼，人們通常稱它為“不（bú）鏽鐵”，工業上稱它為“鉻（gè）不鏽鋼”。這類鋼都 具（jù）有磁性，他們（men）的金相（xiàng）組（zǔ）織為鐵素體、馬氏體或鐵素體（tǐ）、馬氏體為主體的（de）複相組織。這類鋼 具有抵抗大（dà）氣及弱腐蝕介質的能力，或有更高的耐腐蝕性能與（yǔ）抗氧化（huà）性能，或可淬火使用。 但他們的機械性能或工藝性能較差， 幾乎沒有焊接性能等等的不足之處。 這類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊（shū）要求。 在（zài）鉻（gè）級不鏽鋼的基體中（zhōng），加入適量的鎳元素。如在含鉻 18%的低炭（tàn）（0.12%以下的（de）炭） 的鐵（tiě）素體鋼中加入 8%的鎳後，在常（cháng）溫下可獲得最（zuì）理想的純奧氏（shì）體組織（zhī），這種鋼（gāng）就是人們通 常所稱的無（wú）磁性（xìng）的不鏽鋼。這類鉻鎳不鏽鋼與相同含鉻量（liàng）的鐵素體或馬氏體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具有更高（gāo）的（de）耐腐蝕性能， 更重要提他們具有良好的冷變形使之硬化的性能和焊接性 能（néng），在常溫或低溫下均具有（yǒu）很（hěn）高的塑性和衝擊韌性，不具磁性等等的（de）優良性能。這類不鏽鋼 的缺點是機械性能比較低， 對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感， 但通過適（shì）量的合金添加劑或工 藝措施，就能改善或消（xiāo）除。 在鉻級不鏽鋼的基本中（zhōng），添加以錳為主要合金元素的不鏽鋼。就是人（rén）們通常（cháng）所講的“鉻（gè）錳 氮”不鏽鋼。這類（lèi）不鏽鋼除強度比鉻鎳鋼（gāng）為高外，其他如耐腐蝕性和工藝性（xìng）能等都不如鉻鎳（niè） 奧氏體不鏽鋼好。生產這類不鏽鋼除個別情況下，主要是（shì）為了節約昂貴的鎳元素，所以這類 鋼又叫節鎳不鏽鋼（gāng）。