不鏽（xiù）鋼材料中的各種元素及其作（zuò）用：

1．鉻——是構成不鏽鋼的基本元素。 鉻是決（jué）定不鏽鋼（gāng）耐腐（fǔ）蝕性能的最基本元素。在氧化（huà）性介質中，鉻能使鋼的表麵很快形成 一層實際為腐蝕（shí）介質不能透（tòu）過和不溶解的富鉻的（de）氧化膜， 這層氧化膜很致密， 並與金屬基本 結合得很牢固，保護鋼免受外界介質進一步氧化浸蝕；鉻還能有效地提高鋼（gāng）的電（diàn）極（jí）電位。當 含鉻量不低於（yú） 12.5%原（yuán）子時（shí）,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（yīn）而（ér） 可顯著提（tí）高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高，鋼（gāng）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（dì）三（sān）次的突變，使鋼具有（yǒu）更高的耐腐蝕性能。

2．鎳——單獨不能構成不鏽鋼 鎳對不鏽鋼耐腐（fǔ）蝕（shí）的影響，隻有它與鉻（gè）配合（hé）時才能充分顯示出（chū）來。因為，低炭（tàn）鎳鋼要獲（huò） 得純奧氏體組織，含鎳量需（xū）達（dá） 24%；要使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變，含（hán）鎳量 需在 27%以上。所以，鎳不（bú）能單獨構成不鏽鋼（gāng）。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳，就（jiù）能 使鋼在常溫（wēn）下（xià）獲得單（dān）一奧氏體組織，並可以提高鋼對非氧化性（xìng）介質（如：稀（xī）、、磷酸等）的 耐蝕性，並能改善鋼的焊接和冷彎等（děng）的工（gōng）藝性能。
3．錳（měng）和氮——可代替鉻鎳不鏽鋼中的鎳 錳和氮在不（bú）鏽鋼中有鎳相仿的作（zuò）用。錳的穩定奧氏體作用為鎳的二分（fèn）之一（yī），而氮的作 用比鎳大很多，約為鎳的（de） 40 倍左右。因而錳和氮可代鎳獲得單一的奧氏體組織（zhī）。但錳的加 入會使（shǐ）含鉻低的不鏽鋼耐蝕性降低。同時，高錳（měng）奧氏體鋼不易加工。因（yīn）此，在（zài）不鏽鋼中（zhōng）不單 獨使（shǐ）用錳，隻用部（bù）分代替鎳。

4．碳（tàn）——在不鏽鋼中具有兩重性（xìng） 碳在不鏽鋼中的含（hán）量及其分布的形式，在（zài）很大程度上左右著不鏽（xiù）鋼的性能和組織：一方（fāng） 麵碳是穩定奧氏體元素，並作用的程度很大，約為鎳的（de） 30 倍（bèi），含碳量高的（馬氏體）不鏽 鋼，完全（quán）可以接受淬火強化，從而在機械（xiè）性能方麵可大大提高它的強度（dù）；另一方麵由於碳和 鉻的親和力很大， 在不鏽鋼中要占用十（shí）七倍碳（tàn）量的鉻與它結合成碳化鉻。 隨著鋼（gāng）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（gāng）的耐蝕性。所以，從強度與耐腐蝕（shí）性能 兩方麵來看（kàn），碳在不（bú）鏽鋼中的作用是互相矛盾的。在實（shí）際（jì）應（yīng）用（yòng）中，為（wéi）了達到耐（nài）腐蝕的目的， 不鏽鋼的含碳量一般較低，在大多在 0.1%左右，為了進一步提高（gāo）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；但用於製造滾動 軸承、彈簧（huáng）、工具等不鏽（xiù）鋼，由於要求有高（gāo）的硬（yìng）度和（hé）耐磨性，因而含碳量較（jiào）高，一般均在 0. 85~1.00%之（zhī）間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能提高某些不鏽鋼（gāng）對某些（xiē）介質（zhì）的耐腐蝕性能 鉬和銅能提（tí）高不（bú）鏽鋼對、醋酸（suān）等腐蝕（shí）介（jiè）質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高（gāo）對含氯離子的介 質（如）以及有機酸中的耐蝕能力。但含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應（yīng）用，含鉬的不鏽鋼在沸 騰的 65%硝酸中的（de）腐蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加入（rù）鉻錳氮不鏽鋼中，會加速不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼獲得單一奧氏體組織有不利影響，因此在含（hán）鉬鋼中，為了使鋼（gāng）在（zài）熱處（chù）理後具（jù）有單 一（yī）的奧氏體（tǐ）組織。鎳在錳（měng）等（děng）元素的含量要相應的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的抗（kàng）氧化能力 矽對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯著，含 5%鉻及 1%矽的（de）鋼，抗氧化的能力（lì）可（kě）與 12% 鉻鋼（gāng）相等。如使鋼在（zài） 1000℃能抵抗氧化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的 矽以後，隻需要 12%的鉻就可以了。有資料（liào）還介紹，向（xiàng） Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 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顯著提高，它的作用與加矽的功能相仿。 向高鉻鋼中加矽和鋁的目的： 一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（duì）提高鉻鋼抗氧化性（xìng）能（néng）的作用雖（suī）然很大，但也有很多缺點。最主要（yào）的（de）是它使鋼的 晶（jīng）粒粗化和脆性傾（qīng）向增大。

7．鎢和釩加入鋼中，其主（zhǔ）要作用是提高鋼的熱強性。

8．硼（péng） 高鉻鐵素體不鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加 0.005%的硼，可使鋼在沸騰的 65%醋酸（suān）中的耐 腐蝕（shí）性能（néng）提高；奧氏體不鏽鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使鋼的熱態塑性改 善；硼對提高鋼的熱強性有良好的作用，可使不鏽鋼的熱強性顯著提高；含硼的鉻鎳（niè）奧氏體（tǐ） 不鏽鋼在（zài）原子能工業中有（yǒu）著特（tè）殊（shū）的用途。 但不鏽鋼中含硼會使鋼的塑性和衝擊韌（rèn）性降低。

9.除以上元素外，有些不（bú）鏽鋼中還分別加入稀有金屬元素和（hé）稀土元素以改善鋼 的性能。 以上談到了（le）構成不鏽（xiù）鋼的基本元素——鉻，和影響不鏽鋼組織、性（xìng）能的重要元素——碳（tàn）， 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（děng）十多個元素。 在工業上實際應用的（de）不鏽鋼， 很（hěn）多鋼中同時存在著幾（jǐ）種（zhǒng）至十（shí）幾種合金元素， 當幾種元素共存於不鏽鋼這一統一（yī）體中時，決定不鏽鋼組織的是各種（zhǒng）元素影響的總和（hé）。 各種元素對不鏽鋼組織的影響，根據（jù）其共同性（xìng），概括（kuò）起（qǐ）來，基（jī）本上分屬於兩大類：一類 是形成或穩定奧氏體的元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程度最大；另一 類是形（xíng）成鐵素體的元素，它們是鉻（gè）、鎢、鉬、铌、矽、鈦、釩、鋁等，這一類（lèi）元素形成鐵（tiě）素 體的作用，如以鉻為（wéi） 1 來加以比較，其他元素的作（zuò）用都比鉻大。 這兩類元素共存於不鏽鋼中時，不鏽鋼的（de）組織就取決於他（tā）們互相影響的結果。如果穩定 奧氏體的元（yuán）素的作用居於主要方麵的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很（hěn）少以至沒有鐵素 體； 如果他們的（de）作用程度還不能使（shǐ）鋼的（de）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（tǐ）轉變， 鋼的組織則為馬（mǎ）氏體； 如（rú）果形成鐵素體的元（yuán）素的作用成為主要方（fāng）麵的 話，鋼的組織（zhī）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構成，而構成不鏽鋼組織的是各 種（zhǒng）合金元素在鋼中（zhōng）的總和。因此說，不鏽鋼的性能，歸根（gēn）到（dào）底主要是由合金元素（sù）決定的。 隻含有鉻元素的不鏽鋼，人們通常稱它為“不鏽鐵”，工業上稱它為“鉻不（bú）鏽鋼”。這類鋼都 具有磁性，他們的金相組織為鐵素體、馬氏體或（huò）鐵素（sù）體、馬氏體為主體的（de）複相組織（zhī）。這類鋼（gāng） 具有抵抗（kàng）大氣及弱（ruò）腐蝕介質的（de）能力，或有更（gèng）高的耐腐蝕性能與抗氧化性能，或可淬（cuì）火使用。 但他們的機（jī）械性能或工藝性能較差， 幾乎沒有（yǒu）焊接性（xìng）能等等的不足之處。 這類鋼遠不（bú）能滿足 工業用（yòng）鋼的特殊（shū）要求（qiú）。 在鉻級不鏽鋼的基體中，加入適量的鎳元（yuán）素。如在含鉻 18%的低炭（0.12%以下的（de）炭） 的鐵素體鋼中加入 8%的鎳（niè）後，在常溫下（xià）可獲得最理想的純奧（ào）氏體組織，這種鋼就是人們通 常所稱（chēng）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（tǐ）或馬氏體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具有更高的耐腐蝕（shí）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，在常溫或低溫下均具有（yǒu）很高的塑性和衝擊韌性，不具磁（cí）性等等的優（yōu）良性能（néng）。這類不鏽鋼 的缺點是機械（xiè）性能比（bǐ）較低， 對晶間腐蝕（shí）及應力腐蝕（shí）比較敏感， 但通過適量的合金添加劑或工 藝措施，就能改善或消除。 在鉻級不鏽（xiù）鋼的基（jī）本中，添加以錳為主要合金元素的不鏽鋼。就是人們通常所講（jiǎng）的“鉻錳 氮”不鏽鋼。這類不鏽鋼除強度比鉻鎳鋼為高外，其（qí）他如耐腐蝕（shí）性和工藝性能等都不如（rú）鉻鎳 奧氏體不鏽鋼好。生產這類不鏽鋼（gāng）除個別（bié）情況下，主要是為了（le）節約昂貴的鎳元素，所以這（zhè）類 鋼又叫節鎳不鏽（xiù）鋼（gāng）。