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    • 更新時間2015-04-02 8:35:47
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    不銹鋼材料中的各種元素及其作用:
     1.鉻——是構成不銹鋼的基本元素。 鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性能的最基本元素。在氧化性介質中,鉻能使鋼的表面很快形成 一層實際為腐蝕介質不能透過和不溶解的富鉻的氧化膜, 這層氧化膜很致密, 并與金屬基本 結合得很牢固,保護鋼免受外界介質進一步氧化浸蝕;鉻還能有效地提高鋼的電極電位。當 含鉻量不低于 12.5%原子時,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 可顯著提高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高,鋼的耐蝕性能越好。當含鉻量達到 25%、37.5% 原子時,會發生第二次第三次的突變,使鋼具有更高的耐腐蝕性能。
     2.鎳——單獨不能構成不銹鋼 鎳對不銹鋼耐腐蝕的影響,只有它與鉻配合時才能充分顯示出來。因為,低炭鎳鋼要獲 得純奧氏體組織,含鎳量需達 24%;要使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變,含鎳量 需在 27%以上。所以,鎳不能單獨構成不銹鋼。而在含鉻 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,并可以提高鋼對非氧化性介質(如:稀、、磷酸等)的 耐蝕性,并能改善鋼的焊接和冷彎等的工藝性能。
     3.錳和氮——可代替鉻鎳不銹鋼中的鎳 錳和氮在不銹鋼中有鎳相仿的作用。錳的穩定奧氏體作用為鎳的二分之一,而氮的作 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的奧氏體組織。但錳的加 入會使含鉻低的不銹鋼耐蝕性降低。同時,高錳奧氏體鋼不易加工。因此,在不銹鋼中不單 獨使用錳,只用部分代替鎳。 
    4.碳——在不銹鋼中具有兩重性 碳在不銹鋼中的含量及其分布的形式,在很大程度上左右著不銹鋼的性能和組織:一方 面碳是穩定奧氏體元素,并作用的程度很大,約為鎳的 30 倍,含碳量高的(馬氏體)不銹 鋼,完全可以接受淬火強化,從而在機械性能方面可大大提高它的強度;另一方面由于碳和 鉻的親和力很大, 在不銹鋼中要占用十七倍碳量的鉻與它結合成碳化鉻。 隨著鋼中含碳量的 增加,則與碳形成碳化物的鉻越多,從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以,從強度與耐腐蝕性能 兩方面來看,碳在不銹鋼中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, 不銹鋼的含碳量一般較低,在大多在 0.1%左右,為了進一步提高鋼的耐腐蝕能力,特別是 抗晶間腐蝕的能力,常采用超低碳的不銹鋼,含碳量在 0.03%甚至更低;但用于制造滾動 軸承、彈簧、工具等不銹鋼,由于要求有高的硬度和耐磨性,因而含碳量較高,一般均在 0. 85~1.00%之間。如 9Cr18 鋼等。
     5.鉬和銅——能提高某些不銹鋼對某些介質的耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不銹鋼對、醋酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質(如)以及有機酸中的耐蝕能力。但含鉬的不銹鋼不宜在硝酸中應用,含鉬的不銹鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一倍;銅加入鉻錳氮不銹鋼中,會加速不銹鋼 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,為了使鋼在熱處理后具有單 一的奧氏體組織。鎳在錳等元素的含量要相應的提高。 
    6.硅和鋁——能提高不銹鋼的抗氧化能力 硅對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯著,含 5%鉻及 1%硅的鋼,抗氧化的能力可與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗氧化,含 0.5%硅時需要 22%的鉻,如加入 2.5~3%的 硅以后,只需要 12%的鉻就可以了。有資料還介紹,向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 2.5%的硅, 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氧化性能顯著提高,它的作用與加硅的功能相仿。 向高鉻鋼中加硅和鋁的目的: 一是為了進一步提高鋼的抗氧化性能, 二是為了節約用鉻。 硅和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的作用雖然很大,但也有很多缺點。最主要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性傾向增大。
     7.鎢和釩加入鋼中,其主要作用是提高鋼的熱強性。
     8.硼 高鉻鐵素體不銹鋼(Cr17MO2Ti)中加 0.005%的硼,可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐 腐蝕性能提高;奧氏體不銹鋼中加入微量(0.0006~0.0007%)的硼,可使鋼的熱態塑性改 善;硼對提高鋼的熱強性有良好的作用,可使不銹鋼的熱強性顯著提高;含硼的鉻鎳奧氏體 不銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。 但不銹鋼中含硼會使鋼的塑性和沖擊韌性降低。 
      9.除以上元素外,有些不銹鋼中還分別加入稀有金屬元素和稀土元素以改善鋼 的性能。 以上談到了構成不銹鋼

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