不鏽鋼（gāng）材料中的各種元素及其作用：

1．鉻——是構成不（bú）鏽鋼的基本元素。 鉻是決定不（bú）鏽鋼耐腐蝕性（xìng）能（néng）的（de）最基本元（yuán）素。在氧化（huà）性介質中，鉻能使鋼的表麵很快形成 一層實際為（wéi）腐蝕介質不能透過和不（bú）溶解的富鉻的氧化膜， 這層氧化膜很致密， 並與金屬基本（běn） 結合得很牢固，保護鋼免受外界（jiè）介（jiè）質進一步氧（yǎng）化（huà）浸蝕；鉻還能（néng）有效地提高鋼的（de）電極電位。當 含鉻量不低於 12.5%原子時,可使鋼的電極電（diàn）位發生突變,由負電位升到正的電極電位。因而 可（kě）顯著（zhe）提高鋼的耐蝕（shí）性。鉻的含量越高，鋼的耐蝕性能越好（hǎo）。當含鉻量達到 25%、37.5% 原子（zǐ）時，會發生第二次第三次的（de）突變，使（shǐ）鋼具有更高（gāo）的耐腐蝕性能。

2．鎳——單獨不能（néng）構成不鏽鋼 鎳對不鏽鋼耐腐蝕的影響，隻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（shǐ）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，鎳不能單獨構成不鏽鋼。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的（de）鎳，就能 使鋼在常溫下獲得單（dān）一奧氏體組（zǔ）織，並可以提高鋼對非氧化性介質（如：稀、、磷（lín）酸等）的 耐蝕性，並能改（gǎi）善鋼的（de）焊接和冷彎等的工藝性能。
3．錳和氮（dàn）——可代替鉻鎳不鏽鋼中的鎳 錳和氮在不鏽鋼中（zhōng）有（yǒu）鎳相仿的作用。錳（měng）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（bèi）左（zuǒ）右。因而錳和氮可（kě）代鎳獲得單一的奧氏體（tǐ）組織。但錳的加（jiā） 入會使（shǐ）含（hán）鉻低的不鏽鋼耐（nài）蝕性（xìng）降低。同時，高（gāo）錳奧氏體鋼不易加工。因此（cǐ），在不鏽鋼中不（bú）單（dān） 獨使用錳，隻（zhī）用部分代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼（gāng）中具有兩（liǎng）重性 碳在（zài）不鏽鋼中的含量及其分布的形式，在很大程度上左右著不鏽鋼的性能和組織：一方 麵碳是穩定奧氏體元素，並作用（yòng）的程度很大，約為鎳的 30 倍，含碳量高的（馬氏體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火強化，從而在機械性能方麵可大大提高它的強度；另一方麵由於碳和 鉻的親和力很大（dà）， 在（zài）不（bú）鏽鋼中要占用十七倍碳量的鉻與它結（jié）合成碳化鉻。 隨著鋼中含碳量（liàng）的 增加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低（dī）鋼的耐蝕（shí）性。所以（yǐ），從強度與耐腐蝕性能 兩方麵來看，碳在不鏽鋼（gāng）中的作用是互相矛（máo）盾的（de）。在實際應用中，為了達到耐腐（fǔ）蝕的目的， 不鏽（xiù）鋼的含（hán）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，常采用超低碳的不鏽鋼，含碳量在 0.03%甚至更低；但用於（yú）製造滾動 軸承、彈簧、工具等不（bú）鏽鋼，由於要（yào）求有高的硬（yìng）度和耐磨（mó）性，因而含碳量（liàng）較高，一般均在 0. 85~1.00%之間。如（rú） 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能（néng）提高某（mǒu）些（xiē）不鏽鋼（gāng）對某些介質的耐腐蝕（shí）性能 鉬和銅能提高（gāo）不鏽鋼對、醋（cù）酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯（xiǎn）著提（tí）高對含氯離子的介（jiè） 質（如）以及有機酸（suān）中的耐蝕能力（lì）。但含鉬的不鏽鋼（gāng）不宜（yí）在硝酸中應（yīng）用，含鉬的不鏽鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬（mù）的增（zēng）加一倍；銅加入鉻錳氮不鏽鋼中（zhōng），會加速不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼獲（huò）得單一奧氏體組織有不（bú）利影響，因此在含鉬（mù）鋼中，為了使鋼在熱處理後具有單 一的奧（ào）氏體組（zǔ）織。鎳在錳等（děng）元素的含量要相（xiàng）應的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的抗氧化能力 矽對提高鉻（gè）鋼抗氧化能力（lì）的（de）作用很顯著，含 5%鉻及（jí） 1%矽的鋼，抗氧化的能力可與 12% 鉻鋼相（xiàng）等。如使鋼在 1000℃能（néng）抵抗氧化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的 矽以後（hòu），隻需要 12%的鉻就可以了。有資料還介紹，向 Cr15Ni20 的（de）鉻鎳（niè）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氧化性能（néng）顯著提高，它的（de）作用與加矽的功能相仿。 向高鉻鋼中加矽（guī）和（hé）鋁（lǚ）的目（mù）的： 一是（shì）為了進一步提高鋼的抗氧化性（xìng）能， 二是為（wéi）了節約用鉻（gè）。 矽和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能（néng）的作用（yòng）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（hé）脆性（xìng）傾向增大。

7．鎢（wū）和（hé）釩加入鋼中，其主要作用是（shì）提高鋼的熱強性。

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

9.除以上元素外，有些不鏽鋼中還分別加入稀有金屬元素和稀土元（yuán）素以改善（shàn）鋼 的性能。 以上（shàng）談到了（le）構成不鏽鋼的基本元素——鉻（gè），和（hé）影（yǐng）響不鏽鋼組織、性能的重要元素（sù）——碳， 以及改善不鏽鋼性能和（hé）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。 在工業上實際應用的不鏽（xiù）鋼， 很多鋼（gāng）中同時存（cún）在著幾種至十幾種合（hé）金元素（sù）， 當幾種元素共（gòng）存於（yú）不鏽鋼這（zhè）一統一體中時，決定不鏽鋼組織的是各種（zhǒng）元素影響的總和。 各種元素對不鏽鋼組（zǔ）織的影響，根據其共同性（xìng），概括起（qǐ）來，基本上分屬於兩大類：一（yī）類 是形成（chéng）或穩定奧氏體的元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以（yǐ）碳和氮的作用程度最大；另一 類是形成鐵素體的元素，它們是鉻、鎢、鉬、铌、矽（guī）、鈦、釩、鋁等，這一類元素形（xíng）成（chéng）鐵素 體（tǐ）的作用，如以鉻為 1 來加以比較，其他元素的作（zuò）用都比鉻大。 這兩類元（yuán）素共存於不鏽鋼（gāng）中時，不鏽鋼的組織（zhī）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（yú）主要方麵的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很少以至沒有鐵素 體； 如果他（tā）們的作用程度還不能使鋼（gāng）的奧氏（shì）體保持至室溫（wēn）的話， 這種不穩定的奧氏體（tǐ）在冷卻 時即發生（shēng）馬（mǎ）氏體轉變， 鋼的組織則為馬氏體； 如果形成鐵素體的元素的作用成為主（zhǔ）要方（fāng）麵的（de） 話，鋼的組織則以鐵素體為主。 不鏽鋼的性能除工藝因素外，主要取決於其內部組織的（de）構成，而構（gòu）成（chéng）不鏽鋼組（zǔ）織的是各 種合金元素在鋼中的總和。因此說，不鏽鋼（gāng）的性（xìng）能，歸根到底主要是由（yóu）合金元素決定（dìng）的。 隻含有鉻元素的不（bú）鏽鋼（gāng），人們通常（cháng）稱它（tā）為“不鏽鐵”，工業上稱它為“鉻不鏽鋼”。這類鋼都 具（jù）有磁性，他們的金相組織為（wéi）鐵素體、馬氏體（tǐ）或鐵素體、馬氏體為主體的複相組織（zhī）。這類鋼 具有抵抗大氣及弱腐蝕介（jiè）質的能力，或有更高的耐腐蝕性能與抗氧化性能，或可淬火使（shǐ）用。 但他們的機（jī）械性能或工藝（yì）性（xìng）能較差， 幾（jǐ）乎沒有焊接性能等等的不足之處。 這類鋼遠不能滿（mǎn）足 工業用鋼的特（tè）殊要求。 在鉻級不（bú）鏽鋼的基體中，加入適量的鎳元素。如（rú）在含鉻 18%的低（dī）炭（0.12%以下的（de）炭） 的鐵素體（tǐ）鋼中加入 8%的鎳後，在常（cháng）溫下可獲得最理想的純奧氏體組織，這（zhè）種鋼就是人們通 常所稱的無磁性的不鏽鋼。這類鉻鎳（niè）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， 不僅具有更高的耐（nài）腐蝕性（xìng）能， 更重要提他們具有良好的（de）冷變形使之硬化的性能和焊接性 能，在（zài）常（cháng）溫或低溫下均具有很高（gāo）的塑性和衝擊韌性，不具磁性（xìng）等等的優良性能。這類不鏽鋼 的缺點是（shì）機械性能比較低， 對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感， 但通過適量的合金（jīn）添（tiān）加劑或工 藝措施，就（jiù）能改善或（huò）消除。 在鉻級不鏽鋼的基本中（zhōng），添加以錳為主要合金元素（sù）的不鏽鋼。就是人們（men）通常所講的“鉻錳 氮”不鏽鋼（gāng）。這類不鏽鋼除強度比鉻鎳鋼為高外，其他如耐腐蝕性和（hé）工藝性能等都不如鉻鎳 奧氏體不鏽鋼好。生產這類不（bú）鏽鋼除個別情況下，主要是為了（le）節約昂貴的鎳元素（sù），所（suǒ）以（yǐ）這類 鋼又叫節鎳不鏽鋼。