不（bú）鏽鋼中各元素的作用

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目前（qián）已（yǐ）知的化學元素有100多種，在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素（sù）約二十多種。

對於人們在與腐蝕現象（xiàng）作長（zhǎng）期鬥爭的實踐而形成的不鏽鋼這一特殊鋼係列來說，最常用的元素有十幾種，除了組成鋼的基（jī）本元素鐵以外，對不鏽（xiù）鋼的（de）性能與組織影響（xiǎng）最大的元（yuán）素是：碳、鉻、鎳、錳、矽、鉬、鈦、铌、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些（xiē）元（yuán）素中除碳（tàn）、矽、氮以外，都是化（huà）學元素周期（qī）表中位於過渡族的元素。

各種元素對不鏽鋼的（de）性（xìng）能和組織的影響和作用

1.鉻在不鏽鋼中的決定作用：決定不鏽鋼（gāng）性屬的元素隻（zhī）有一種，這就是鉻，每種（zhǒng）不鏽鋼都（dōu）含有一定數量的鉻（gè）。迄今為止，還沒有不含（hán）鉻的不鏽鋼。鉻之所以成為決（jué）定不鏽鋼性能（néng）的主要元素，根本（běn）的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後，促使（shǐ）其內部的矛盾運動向有利於抵（dǐ）抗腐蝕破壞的方麵發展。這種變化（huà）可以從以下方麵得到說明：①鉻（gè）使鐵基（jī）固溶體的（de）電極電位提高 ②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化鈍化是由於陽極反應被阻（zǔ）止而引起金屬與合金耐腐蝕性能（néng）被提（tí）高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多，主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。

2. 鎳在不鏽（xiù）鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出來的 鎳是優良的耐（nài）腐（fǔ）蝕材料，也是合金鋼的重（chóng）要合金化元素。

鎳（niè）在鋼中是（shì）形成奧氏體的（de）元素，但低碳鎳（niè）鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達（dá）到（dào）24％；而隻有（yǒu）含鎳27％時才使鋼在某些介質中的耐腐（fǔ）蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨（dú）構成不（bú）鏽鋼。但是鎳與鉻同時存在於不鏽鋼中時，含鎳的不鏽鋼卻（què）具有許多可貴的性能。 基於上麵的情況（kuàng）可（kě）知，鎳作為合金元素（sù）在（zài）不鏽鋼中的作用，在於（yú）它使高鉻鋼的組織發生變化，從而使不鏽鋼的耐腐蝕性能及工藝（yì）性能獲得某些改善（shàn）

3. 錳和氮可以代替鉻鎳不（bú）鏽鋼（gāng）中鎳 鉻鎳奧氏體（tǐ）鋼的（de）優點雖（suī）然（rán）很多，但近幾十年來由於鎳基耐熱合（hé）金與含鎳20％以下的熱強鋼的大量（liàng）發展與應用，以及化學工業日益（yì）發展對不鏽鋼的需要量越來越大，而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區，因此在世界（jiè）範圍內出現了鎳在供和需方麵的（de）矛盾。所以在不鏽鋼與許多其他（tā）合（hé）金領域（如大型鑄（zhù）鍛件（jiàn）用鋼、工具鋼（gāng）、熱強鋼等（děng））中，特（tè）別是鎳 的資源比較缺乏的（de）國家，廣泛地開（kāi）展了節鎳和以其他元素代鎳的（de）科學研究（jiū）與生產實踐，在這方麵研究和應用比較多的是以（yǐ）錳（měng）和氮來代替（tì）不鏽鋼與耐熱鋼中的鎳。

在（zài）提高鋼的耐腐蝕性能方麵，錳的（de）作用不大，如鋼中的 含錳量從0到10．4%變化（huà），也不使鋼在空氣與酸中的（de）耐腐蝕性能發（fā）生明顯（xiǎn）的改變（biàn）。這是因為錳對（duì）提高鐵基固溶體的電極電位的作用不（bú）大，形成的氧化膜的防護作用也很（hěn）低，所以（yǐ）工業上雖有以錳合金（jīn）化的奧氏體鋼（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等），但它們不能作為不鏽鋼使用。

錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一，即2％的氮在鋼中（zhōng）的作用也是穩定奧氏（shì）體，並且作用的程度比鎳還要大。例如，欲（yù）使（shǐ）含（hán）18％鉻的鋼在常溫下（xià）獲得（dé）奧氏體（tǐ）組織，以錳和氮代鎳（niè）的低鎳不鏽鋼（gāng）與元鎳的鉻錳氮不誘鋼（gāng），目前已在工業中（zhōng）獲得應（yīng）用，有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不鏽鋼。

4.不鏽鋼中加鈦或铌是為（wéi）了防止晶間腐蝕。

5.鉬和（hé）銅可以提高某些不鏽鋼的耐腐（fǔ）蝕性能。

6.其他元素對不鏽鋼的性能和組織的（de）影響 以上主要的九種元素對不（bú）鏽鋼的（de）性能和組織的（de）影響，除這些元素對不鏽鋼性能與組（zǔ）織影響較大（dà）的元素以外，不（bú）鏽鋼中還含有一些其他的元素。有的是和（hé）一般鋼一樣為常存雜質元素，如矽、硫、磷（lín）等．也有的是為了某些特定的目的（de）而（ér）加入的，如鈷（gǔ）、硼（péng）