不（bú）鏽鋼材料中的各種元素及其作用：

1．鉻——是構成不鏽鋼的基本元素。 鉻是決定不鏽鋼耐腐蝕性能的最基本元素。在氧化性介質中（zhōng），鉻能使鋼的表麵很快形成 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（zhè）層氧化（huà）膜很致密， 並與金屬基本 結合得很牢固，保（bǎo）護（hù）鋼免受外界介質進一步氧化浸蝕；鉻還能有效地提高鋼的（de）電極電位。當（dāng） 含鉻量不低於 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（diàn）位。因而 可顯著提高鋼的耐蝕性。鉻的含量（liàng）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（chéng）不鏽鋼 鎳對不鏽鋼耐腐蝕的影響，隻有它（tā）與鉻配合時才能充分顯示出來。因為，低炭鎳鋼要獲 得純奧（ào）氏體組織，含鎳量需達 24%；要使鋼在某些介質（zhì）中的耐腐蝕性能顯著改變，含鎳量 需在 27%以上。所以，鎳不能（néng）單獨構成不（bú）鏽鋼。而在（zài）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，並（bìng）可以提高鋼（gāng）對（duì）非氧化性介質（如：稀、、磷酸等）的 耐蝕性，並能改善鋼（gāng）的焊接和冷彎等的工藝性能。
3．錳和（hé）氮——可（kě）代替鉻鎳（niè）不鏽鋼中（zhōng）的鎳 錳和氮在不鏽鋼中有鎳相仿的作用。錳（měng）的穩定奧氏體作用為鎳的二分（fèn）之一，而氮的作 用比鎳大很多，約為鎳的 40 倍左右。因（yīn）而錳和氮可代鎳（niè）獲得單一的奧氏（shì）體組織（zhī）。但錳的加 入會使含鉻低的不鏽鋼耐蝕性降低。同時，高錳奧（ào）氏體鋼不易加（jiā）工。因此，在（zài）不鏽鋼中不（bú）單 獨使用錳，隻（zhī）用部（bù）分代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼中具有兩重性 碳在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（tàn）是穩定奧氏體元素，並作用的程度很大，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（huà），從而在機（jī）械性能方麵可大大提高它的強度；另一方麵由（yóu）於碳和 鉻的親和（hé）力很大（dà）， 在不鏽鋼中要占用十七倍碳量的鉻與它結合成碳（tàn）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（xiǎn）著降低鋼的耐蝕性。所以（yǐ），從強度與耐腐蝕性能（néng） 兩方麵來看，碳在不鏽鋼中（zhōng）的作用是互相矛盾的。在實際應用中，為了達（dá）到耐腐蝕的目（mù）的， 不（bú）鏽鋼的含碳量一般（bān）較低，在大（dà）多在 0.1%左右，為了進（jìn）一步提高鋼的耐腐蝕能力，特別是 抗晶間腐蝕的能（néng）力，常采用超低碳的不（bú）鏽鋼，含碳量在 0.03%甚（shèn）至更低；但用（yòng）於製（zhì）造滾動 軸（zhóu）承、彈簧、工（gōng）具（jù）等不鏽鋼，由（yóu）於要求有高的（de）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（bú）鏽鋼對某些（xiē）介質的（de）耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不鏽鋼對、醋酸等腐蝕介（jiè）質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對（duì）含氯離子的介 質（如）以及有機酸中的（de）耐蝕能（néng）力。但含鉬的不鏽（xiù）鋼不宜在（zài）硝酸中應用，含鉬的不鏽鋼在沸 騰（téng）的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加（jiā）入鉻錳氮不鏽鋼中，會加速（sù）不鏽鋼 的晶間（jiān）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，為了使鋼在熱處理後具有單 一的奧氏體組織。鎳在錳等元素的含量要相應的提高。

6．矽和（hé）鋁——能提高不鏽（xiù）鋼（gāng）的抗氧化能力 矽對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯（xiǎn）著（zhe），含 5%鉻及 1%矽的鋼，抗氧化的能力可與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗（kàng）氧化，含（hán） 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的 矽以後，隻需要 12%的（de）鉻就可以了。有資料還介紹，向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加（jiā） 2.5%的矽（guī）， 抗氧化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳合金（jīn）。 向高鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性（xìng）能顯著提高，它（tā）的作用與加矽（guī）的功能相仿。 向高鉻鋼中加矽和鋁（lǚ）的目的（de）： 一（yī）是為了進一步提高鋼的抗氧化性能， 二是為了節約（yuē）用鉻。 矽和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的作用（yòng）雖（suī）然很大，但（dàn）也有很多缺（quē）點。最主要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性傾向增大。

7．鎢（wū）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（bú）鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加 0.005%的硼，可（kě）使鋼在沸騰的（de） 65%醋酸中的（de）耐 腐蝕性能提高；奧氏（shì）體不鏽鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使鋼的（de）熱態塑性改 善；硼對提高鋼的熱強性有良好的作用，可使不鏽鋼（gāng）的熱強性（xìng）顯（xiǎn）著（zhe）提高；含（hán）硼的鉻（gè）鎳奧（ào）氏體 不鏽鋼在原子能工業中（zhōng）有著特殊的用途（tú）。 但不鏽鋼中含硼會使鋼的塑性和衝擊韌性降（jiàng）低。

9.除以上元素（sù）外（wài），有些不鏽鋼中還分別加入稀有金屬元（yuán）素和稀土元素以改善（shàn）鋼 的（de）性（xìng）能。 以上談到了構成不（bú）鏽（xiù）鋼的基本元素——鉻，和影響不鏽鋼組織、性能的重要元素——碳， 以及改善不鏽鋼性能和組織的添加元素——鎳、錳、氮、鈦、铌、鉬、銅、矽、鋁、鎢、釩、 硼等十多個元（yuán）素（sù）。 在工業上實際應用的不鏽鋼（gāng）， 很多鋼中同時存在著幾種至十幾種合金元素， 當幾種元素共存於不鏽鋼這一統（tǒng）一體中時，決定不鏽鋼組織的是各種元素影響的總和。 各種元素對不鏽鋼組織的影響，根據其共（gòng）同性，概括起來，基本上分屬於兩大類：一類 是（shì）形成或穩（wěn）定（dìng）奧氏體的元（yuán）素，它們是碳、鎳（niè）、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程（chéng）度最大；另一 類是形（xíng）成鐵（tiě）素體的（de）元素，它們是鉻、鎢、鉬、铌（ní）、矽、鈦、釩、鋁等，這一類元素形成鐵素 體的作用，如以鉻為 1 來加以（yǐ）比較，其他元素的作用都比鉻大。 這兩類元素共存於不鏽鋼中時，不鏽鋼的（de）組織就（jiù）取（qǔ）決於他們（men）互相影響的結（jié）果。如果穩定 奧氏體的元素的作用居於主要方麵的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體為（wéi）主， 很少以至沒（méi）有鐵素 體； 如果他們的作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至室溫的話， 這種不穩定的奧氏體在冷卻 時即發生馬氏體轉變， 鋼的組織則為馬氏（shì）體（tǐ）； 如果形成鐵（tiě）素體的元素的作用成為主要方麵的 話，鋼的組（zǔ）織則（zé）以鐵（tiě）素體為主。 不鏽鋼的性能除工藝因素外，主要取決於其內（nèi）部組（zǔ）織的構成（chéng），而構成不鏽鋼（gāng）組織（zhī）的是各 種合金元素（sù）在鋼中的（de）總和。因此說，不鏽鋼的性能，歸根到底主要是由（yóu）合（hé）金元素決定的。 隻含有鉻（gè）元素（sù）的不鏽鋼，人們（men）通常稱它為“不鏽鐵”，工（gōng）業上稱它為“鉻不鏽鋼（gāng）”。這類鋼都 具有磁性，他們的金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體為主體的複相組織。這類鋼（gāng） 具有抵抗大氣及弱腐（fǔ）蝕介質的能力，或有更高的耐腐蝕性能與抗氧化性能，或可淬火使用。 但他們的機械性能或工藝（yì）性能較差， 幾乎沒有焊（hàn）接性能等等的不足之處。 這（zhè）類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要（yào）求。 在（zài）鉻級（jí）不鏽鋼的基體中，加入適量的鎳元素。如在含鉻 18%的低炭（0.12%以下（xià）的炭） 的鐵素體鋼中加入 8%的鎳後，在（zài）常溫下可獲得最理想的純奧氏體組織，這種（zhǒng）鋼（gāng）就是人們通 常（cháng）所稱的無磁性的不鏽鋼。這類鉻鎳不鏽鋼與（yǔ）相同含鉻量的鐵素體或馬氏體耐酸不鏽（xiù）鋼比 較， 不僅具有更高的耐腐蝕性能， 更重要提他們具有良好的（de）冷變形使之（zhī）硬化的性能（néng）和焊接性 能（néng），在常溫或低（dī）溫下均具有很高的塑性和衝（chōng）擊韌性，不具磁性（xìng）等等的優良性能。這類不（bú）鏽鋼 的缺點是機械性能比較低， 對晶間腐蝕及應（yīng）力腐蝕比較敏感， 但通（tōng）過適量的合金添加劑或工 藝措施，就能改善或消（xiāo）除。 在鉻級不鏽鋼的基本中，添加以錳為主要合（hé）金元素的不鏽鋼。就是人們通常所講的“鉻錳 氮（dàn）”不鏽鋼。這類不鏽（xiù）鋼除強度比鉻鎳鋼為高外，其他如耐腐蝕性和工藝性能等都不如鉻鎳 奧氏體不鏽鋼好。生產這類不鏽鋼除（chú）個別情況下，主要是為了節（jiē）約昂貴的鎳元素，所以這類 鋼又叫節（jiē）鎳不鏽鋼（gāng）。