1.  鉻、硅、鋁


  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)(nie)為(wei)(wei)形成(cheng)奧(ao)氏體的(de)(de)(de)元(yuan)素。它能(neng)使合(he)金表面鈍化，擴大鋼在(zai)酸中的(de)(de)(de)鈍化范圍，但不能(neng)改(gai)善其(qi)(qi)對稀硝酸的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。它能(neng)提高(gao)(gao)不銹鋼抗(kang)硫(liu)酸、鹽酸等腐蝕(shi)介(jie)質的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，是耐(nai)(nai)蝕(shi)鋼的(de)(de)(de)主要(yao)合(he)金元(yuan)素。如果單獨使用鎳(nie)(nie)作為(wei)(wei)不銹鋼合(he)金元(yuan)素，其(qi)(qi)質量分(fen)數要(yao)高(gao)(gao)達24％才能(neng)得到全(quan)奧(ao)氏體組織，但這極不經濟。而在(zai)低碳(tan)鉻不銹鋼［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)基礎上，只需加入質量分(fen)數為(wei)(wei)9％的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)，即(ji)可獲得耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)好、綜合(he)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)也好的(de)(de)(de)室(shi)溫(wen)下穩定的(de)(de)(de)奧(ao)氏體組織，既能(neng)滿(man)足鋼的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)要(yao)求(qiu)，又能(neng)提高(gao)(gao)鋼的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)強(qiang)度和抗(kang)氧化性(xing)(xing)(xing)能(neng)，使其(qi)(qi)成(cheng)為(wei)(wei)一種具有(you)良好綜合(he)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)鋼種。


3. 鉬和(he)銅


  鉬(mu)是形(xing)成(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的元素(su)。在鉻不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)加入鉬(mu)，可以提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)在非氧(yang)化性介質中(zhong)的穩定性。它的獨(du)特之處是能抵抗氯離子（Cl-）產生的點腐蝕；同時也能提高(gao)(gao)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型鋼(gang)(gang)的熱強性，改(gai)善(shan)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)短時塑(su)性和持久(jiu)塑(su)性，對焊接有(you)利。但(dan)是鉬(mu)的加入將會縮小鋼(gang)(gang)中(zhong)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)區(qu)，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)出現鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)。為此，在含鉬(mu)的單相(xiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)，相(xiang)應的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)，如鎳、錳、氮等的含量略有(you)增加，目的是維持其全奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織。對于雙(shuang)相不銹鋼，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(meng)和(he)(he)氮(dan)(dan)對提(ti)高不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)沒有(you)直接影(ying)響，但它們都是促進和(he)(he)穩定奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效元素(su)，其中氮(dan)(dan)比錳(meng)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)更為明顯。當錳(meng)含量(liang)(liang)過(guo)(guo)高時(shi)，對鉻含量(liang)(liang)較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)不(bu)利，還會使鑄鋼(gang)(gang)件產生氣孔，同時(shi)增加(jia)硬度，給鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)冷加(jia)工帶(dai)來困難。氮(dan)(dan)與(yu)碳共同作用(yong)(yong)能(neng)提(ti)高奧(ao)氏體(ti)型鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)性(xing)(xing)，氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)作用(yong)(yong)在于時(shi)效過(guo)(guo)程中形成氮(dan)(dan)化(hua)合(he)物和(he)(he)碳氮(dan)(dan)化(hua)合(he)物。列人我國(guo)國(guo)家標準(zhun)含有(you)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)牌(pai)號鋼(gang)(gang)板有(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等(deng)。


5. 鈦和(he)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。



  上述合金(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)鋼的(de)(de)(de)作用(yong)不是(shi)簡(jian)單的(de)(de)(de)疊加(jia)，也(ye)不是(shi)相互(hu)抵消(xiao)的(de)(de)(de)。它們相互(hu)之間有(you)時會發生新(xin)的(de)(de)(de)物理化(hua)(hua)學(xue)作用(yong)，往往會引(yin)起強化(hua)(hua)力學(xue)性能的(de)(de)(de)作用(yong)。各種(zhong)合金(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)不銹鋼組織結構和性能的(de)(de)(de)影響見(jian)表1-14，亦可見(jian)圖1-1、圖1-2。從表中(zhong)可以看出，合金(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)對(dui)不銹鋼組織的(de)(de)(de)影響基本(ben)上分(fen)三(san)大類(lei)：第一類(lei)是(shi)形成(cheng)(cheng)鐵素(su)(su)體的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)，有(you)鉻、硅、鋁、鉬、鈦、鈮(ni)等(deng)；第二(er)類(lei)是(shi)形成(cheng)(cheng)奧氏(shi)體的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)，有(you)碳(tan)、氮(dan)、鎳、錳、銅(tong)(tong)等(deng)，其中(zhong)碳(tan)和氮(dan)的(de)(de)(de)作用(yong)程(cheng)度最大；第三(san)類(lei)是(shi)形成(cheng)(cheng)碳(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)，有(you)鈮(ni)、鈦、碳(tan)、鉻、鎢、錳、鉬等(deng)。加(jia)入銅(tong)(tong)、鋁、鈦、鈮(ni)、氮(dan)等(deng)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)能促使鋼產生彌散硬化(hua)(hua)，從而提高(gao)鋼的(de)(de)(de)熱強性。