鉻對不銹鋼的耐蝕性起決定作用,在不銹鋼的定義中,w(Cr)≥10.5%,它是不銹鋼耐蝕性的主要元素,鋼中鉻含量越高,耐蝕性越好。這是因為鋼在氧化介質中就可以形成以Cr2O3為基體的穩定的表面防護膜(約10μm),即產生鈍化現象,在這層膜內富集了鉻。同時,鉻有效地提高了固溶體(鐵素體、馬氏體或奧氏體)的電極電位,使原來純鐵(低碳鋼)的電極電位由負變正,從而使鋼不受腐蝕。鉻元素加入不銹鋼中,電極電位遵循n/8規律發生突變。當鉻原子含量每達到1/8、2/8、3/8、··、n/8,即12.5%、25%、37.5%···摩爾分數時,電極電位就有一個躍增,腐蝕減弱。鉻的原子濃度占1/8(即12.5%,摩爾分數),若以質量計則為11.7%(質量分數),所以鉻不銹鋼的鉻含量一般都在12%(質量分數)以上。當鉻原子含量達到25%(摩爾分數)時,還會有第二個突變,此時鉻鋼的耐蝕性進一步提高。
此外(wai),鉻對不銹鋼(gang)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)和工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)都有很好的(de)(de)作(zuo)用(yong)。鉻能(neng)提高鋼(gang)的(de)(de)淬透性(xing),在低(di)合(he)金(jin)結構中已經(jing)廣泛應用(yong)。鉻的(de)(de)這種作(zuo)用(yong)降低(di)了(le)奧氏(shi)體(ti)(ti)向鐵素體(ti)(ti)和碳(tan)化物的(de)(de)轉(zhuan)變(bian)速度,使奧氏(shi)體(ti)(ti)等溫(wen)轉(zhuan)變(bian)圖(tu)明顯(xian)右移(yi),從(cong)而降低(di)了(le)鋼(gang)的(de)(de)淬火臨界冷卻速度,致使鋼(gang)的(de)(de)淬透性(xing)增加,一些馬氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)空淬都可獲得馬氏(shi)體(ti)(ti)組織。
鉻(ge)能提(ti)高(gao)鋼的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)能,隨著鉻(ge)含量的(de)增(zeng)加,鋼的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)能明顯提(ti)高(gao)。在馬(ma)氏(shi)體鉻(ge)不(bu)(bu)(bu)銹鋼中,鋼的(de)抗(kang)氧(yang)性(xing)能比(bi)普通鋼高(gao)4~9倍,馬(ma)氏(shi)體鉻(ge)不(bu)(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)(bu)起皮的(de)溫度約為700~850℃。
鉻(ge)是目前使鋼鈍化和給予良好耐蝕(shi)性(xing)(xing)不銹性(xing)(xing)的(de)唯一有工業使用價(jia)值的(de)元素。隨(sui)(sui)著鉻(ge)含(han)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),耐大氣腐蝕(shi)性(xing)(xing)能提高。在氧化性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)(如(ru)稀硝酸(suan))中(zhong),隨(sui)(sui)著鉻(ge)含(han)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),不銹鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)增(zeng)加(jia);但(dan)在還原性(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong),隨(sui)(sui)著鉻(ge)含(han)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia),不銹鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)下降。
鉻(ge)(ge)對鋼(gang)的(de)(de)(de)物理性能的(de)(de)(de)影響表現為:鉻(ge)(ge)可以增加(jia)(jia)鋼(gang)的(de)(de)(de)晶格常數,比(bi)體積隨(sui)(sui)鉻(ge)(ge)含量的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)呈線性增長,且顯著降(jiang)低鐵(tie)鉻(ge)(ge)合(he)金的(de)(de)(de)熱導率,還增加(jia)(jia)鋼(gang)的(de)(de)(de)電阻(zu)。馬(ma)氏體鉻(ge)(ge)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)電阻(zu)是普通鋼(gang)的(de)(de)(de)4~6倍(bei)。在淬火條(tiao)件下,由于(yu)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)使穩定的(de)(de)(de)鐵(tie)素體量增加(jia)(jia),因此降(jiang)低了鋼(gang)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)和抗拉(la)強度(du)(du)。在退火條(tiao)件,低碳的(de)(de)(de)鐵(tie)-鉻(ge)(ge)合(he)金隨(sui)(sui)鉻(ge)(ge)含量的(de)(de)(de)提高,強度(du)(du)和硬度(du)(du)增加(jia)(jia),而伸長率稍(shao)有下降(jiang)。
鉻(ge)在純(chun)γ-Fe中的最大(da)溶解度大(da)約(yue)為(wei)12.0%;當w(C)≈0.5%5%時,在奧氏體中的最大(da)溶解度大(da)約(yue)為(wei)20%。在純(chun)α-Fe中的溶解度無限。在Cr-MrCr-Mn-N鋼中能增加N的溶解度。
鉻在鋼(gang)中形成的碳化物(wu)傾向(xiang)大于(yu)(yu)錳,而小于(yu)(yu)鎢。
鉻能(neng)提高(gao)鋼(gang)的(de)高(gao)溫強度和高(gao)碳鋼(gang)的(de)耐(nai)磨(mo)性。