1.  鉻、硅(gui)、鋁(lv)


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不銹鋼獲得耐蝕性的主要合金元素。在碳鋼的基礎上加入足夠量的鉻［w（Cr）≥12％］，即可使鋼在氧化性介質中產生一種與基體組織牢固結合的鉻鐵氧化物（FeCr）2O3的鈍化膜；又能提高鋼在電介質中的電極電位，從而使化學穩定性得到提高。硅和鋁同樣能使鋼在氧化性介質中生成致密的保護膜，其中鋁的作用比鉻還明顯。在奧氏體型耐熱鋼中，這些元素均能提高其抗氧化性。在18-8型不銹鋼中，當硅的質量分數從0.4％提高到2.4％時，鋼在980℃時抗氧化性能提高22倍。如果硅含量過高，會嚴重惡化穩定奧氏體型鋼的焊接性，故必須嚴格控制硅在鋼中的含量。鋁在沉淀硬化體型不銹鋼中，可以提高其在室溫和高溫時的強度。


2. 鎳


  鎳(nie)為(wei)(wei)形成奧氏(shi)體的(de)(de)(de)元(yuan)素。它(ta)能(neng)(neng)(neng)使(shi)合金表面鈍化(hua)，擴大鋼在酸(suan)(suan)中(zhong)的(de)(de)(de)鈍化(hua)范圍，但(dan)不能(neng)(neng)(neng)改善其對稀硝酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)。它(ta)能(neng)(neng)(neng)提高不銹(xiu)(xiu)鋼抗(kang)硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)等(deng)腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，是耐蝕(shi)鋼的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)合金元(yuan)素。如(ru)果單獨使(shi)用鎳(nie)作為(wei)(wei)不銹(xiu)(xiu)鋼合金元(yuan)素，其質(zhi)量(liang)分數(shu)要(yao)(yao)高達24％才(cai)能(neng)(neng)(neng)得(de)到全奧氏(shi)體組織(zhi)，但(dan)這極不經(jing)濟(ji)。而在低碳鉻不銹(xiu)(xiu)鋼［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)基礎上，只需加入質(zhi)量(liang)分數(shu)為(wei)(wei)9％的(de)(de)(de)鎳(nie)，即可(ke)獲得(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)好(hao)(hao)、綜合力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)也好(hao)(hao)的(de)(de)(de)室(shi)溫下穩定的(de)(de)(de)奧氏(shi)體組織(zhi)，既能(neng)(neng)(neng)滿足(zu)鋼的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)要(yao)(yao)求，又能(neng)(neng)(neng)提高鋼的(de)(de)(de)高溫強度和(he)抗(kang)氧化(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，使(shi)其成為(wei)(wei)一種(zhong)具有良(liang)好(hao)(hao)綜合性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)鋼種(zhong)。


3. 鉬和銅


  鉬是(shi)形(xing)成(cheng)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元(yuan)(yuan)素。在(zai)鉻不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中加入鉬，可以(yi)提(ti)(ti)高鋼(gang)(gang)在(zai)非氧化性(xing)介質中的(de)(de)穩定性(xing)。它的(de)(de)獨特之(zhi)處是(shi)能抵抗氯離子（Cl-）產生的(de)(de)點腐(fu)蝕；同時也能提(ti)(ti)高奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱強(qiang)性(xing)，改善奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)短時塑性(xing)和持久塑性(xing)，對焊接有利。但是(shi)鉬的(de)(de)加入將會縮小鋼(gang)(gang)中奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)區，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中出(chu)現鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)。為(wei)此，在(zai)含鉬的(de)(de)單相(xiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中，相(xiang)應的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素，如鎳、錳(meng)、氮等的(de)(de)含量略(lve)有增加，目(mu)的(de)(de)是(shi)維(wei)持其(qi)全奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織。對于雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，鉬促成鐵素體，對提高耐點腐蝕性能和抗應力腐蝕性能都是有益的。但鉬含量過多則會降低奧氏體型不銹鋼的韌性。


  在鉻鎳不銹鋼中加入銅能促使鋼產生彌散硬化組織，提高鋼的熱強性。與鉬配合使用，可進一步提高鉻鎳不銹鋼在稀硫酸中的耐蝕性。列入我國國家標準的牌號鋼板有06Cr18Ni12Mo2Cu2、022Cr23Ni4MoCuN等。


4. 錳和氮


  錳和氮對提高(gao)不銹鋼(gang)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)沒(mei)有(you)直(zhi)接影響，但(dan)它們都(dou)是促進和穩定奧(ao)氏體的有(you)效元素，其(qi)中氮比錳的作用(yong)(yong)更為明(ming)顯。當(dang)錳含(han)量過高(gao)時，對鉻(ge)含(han)量較低(di)的不銹鋼(gang)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)不利，還會使鑄鋼(gang)件產生氣(qi)孔(kong)，同(tong)時增加(jia)硬度，給鋼(gang)的冷加(jia)工帶來(lai)困難(nan)。氮與碳共同(tong)作用(yong)(yong)能提高(gao)奧(ao)氏體型鋼(gang)的熱強(qiang)性(xing)(xing)，氮的強(qiang)化作用(yong)(yong)在于(yu)時效過程中形成氮化合(he)物和碳氮化合(he)物。列(lie)人我國國家(jia)標準含(han)有(you)氮的牌號鋼(gang)板(ban)有(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦和鈮


  鈦和鈮是比鉻更易與碳結合形成穩定碳化物的元素。在鉻鎳不銹鋼中，當鈦的加入量大于碳含量的5倍，或者鈮的加入量大于碳含量的8倍時，可以使絕大部分的碳存在于鈦或鈮的碳化物之中，因而使固溶碳的質量分數降到0.03％以下，這就能保證鉻在鋼中的有效固溶濃度。由于鉻在鋼中的有效固溶度得到保證，從而鋼的抗晶間腐蝕能力得到改善。鈮的質量分數達到0.5％～2.0％時，既能提高奧氏體鋼的熱強性，又能提高鋼的持久塑性。鈮在碳含量較低的奧氏體鋼中會促進近縫區和焊縫金屬產生裂紋，在鉻鎳奧氏體鋼中，鈮的質量分數應控制在1.0％的范圍內。這類鋼列人我國國家標準的牌號鋼板很多，如06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb等。



  上述(shu)合金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)對鋼(gang)的(de)作用(yong)不(bu)是(shi)(shi)簡單的(de)疊加(jia)，也不(bu)是(shi)(shi)相互抵消的(de)。它們(men)相互之(zhi)間(jian)有(you)時會發生新的(de)物理化學作用(yong)，往往會引起強(qiang)(qiang)化力學性(xing)能(neng)的(de)作用(yong)。各種合金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)對不(bu)銹鋼(gang)組(zu)織結構和性(xing)能(neng)的(de)影響見表(biao)1-14，亦可(ke)見圖1-1、圖1-2。從(cong)表(biao)中可(ke)以(yi)看出，合金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)對不(bu)銹鋼(gang)組(zu)織的(de)影響基本上分三(san)大(da)類(lei)：第一類(lei)是(shi)(shi)形(xing)成鐵素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)體的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)，有(you)鉻、硅、鋁、鉬(mu)、鈦(tai)(tai)、鈮(ni)等；第二類(lei)是(shi)(shi)形(xing)成奧氏體的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)，有(you)碳(tan)、氮、鎳、錳、銅等，其中碳(tan)和氮的(de)作用(yong)程度最大(da)；第三(san)類(lei)是(shi)(shi)形(xing)成碳(tan)化物的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)，有(you)鈮(ni)、鈦(tai)(tai)、碳(tan)、鉻、鎢、錳、鉬(mu)等。加(jia)入銅、鋁、鈦(tai)(tai)、鈮(ni)、氮等元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)(su)(su)能(neng)促使鋼(gang)產生彌散硬化，從(cong)而提高(gao)鋼(gang)的(de)熱強(qiang)(qiang)性(xing)。