不鏽鋼（gāng）材料中的各種元素（sù）及其作用：

1．鉻——是（shì）構成不鏽鋼的基本元素。 鉻是決定不鏽鋼耐腐蝕性（xìng）能的最基本（běn）元素。在氧化性介質（zhì）中，鉻能使（shǐ）鋼的表麵（miàn）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（yǎng）化膜， 這層氧化膜很致密， 並與金屬基本 結合得（dé）很牢（láo）固，保（bǎo）護鋼免受外界介質進一步氧化（huà）浸蝕；鉻還能有（yǒu）效地提高（gāo）鋼（gāng）的電極（jí）電（diàn）位。當 含鉻量不低於 12.5%原子時,可使鋼的電極電（diàn）位發生突變,由負電位升到正的（de）電極（jí）電位。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（hán）鉻量達到 25%、37.5% 原子時，會發生第二次第三次（cì）的突變，使鋼具有更（gèng）高的耐腐蝕性能。

2．鎳——單獨不能構成不鏽鋼 鎳對不鏽鋼耐腐蝕的（de）影響，隻有它與鉻（gè）配合時才能充分顯示出來。因為，低（dī）炭鎳鋼要（yào）獲 得純奧氏（shì）體組織，含鎳量需達（dá） 24%；要使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能（néng）顯著改變，含鎳（niè）量（liàng） 需在 27%以上。所以，鎳不能單獨構成不鏽鋼。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳，就（jiù）能（néng） 使鋼在常溫下獲得單一奧氏體組織，並可以提高鋼對非氧化（huà）性介質（如：稀、、磷酸等）的（de） 耐蝕性，並能改（gǎi）善鋼的焊接和冷彎等的工藝性能。
3．錳和氮——可代替鉻鎳（niè）不鏽鋼中的鎳 錳和（hé）氮在不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之一，而氮（dàn）的作 用比鎳大很多，約為鎳的 40 倍左右。因而錳和氮可代（dài）鎳獲得單一的奧氏體組織。但錳的加 入會（huì）使含鉻低的不鏽鋼耐蝕性（xìng）降低。同時，高錳奧氏體鋼不易加工。因此，在不鏽（xiù）鋼中不單 獨使用（yòng）錳，隻用部分代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼中具有（yǒu）兩重性 碳在不鏽鋼中（zhōng）的含量（liàng）及其分布的形式，在很大程度上左右著不鏽鋼的性能（néng）和組織：一方 麵碳是穩定奧氏體元（yuán）素，並作（zuò）用（yòng）的程度很大，約為鎳的 30 倍，含碳量高的（馬氏體（tǐ））不鏽 鋼，完全可（kě）以接受淬火（huǒ）強化，從而在機械性能方麵可大大提（tí）高它（tā）的強度；另（lìng）一方麵由於碳和（hé） 鉻（gè）的親和力很大， 在不（bú）鏽鋼中要占用十（shí）七倍碳量的鉻（gè）與它結合（hé）成碳化鉻。 隨著（zhe）鋼中含碳量的 增加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著（zhe）降低鋼的耐蝕性。所以，從強度與耐腐（fǔ）蝕性能 兩方麵來看，碳在不鏽鋼中（zhōng）的作用是（shì）互相矛盾的（de）。在實際應用中，為了達到耐腐蝕的目的， 不鏽鋼的含碳量一般（bān）較低，在大多在 0.1%左右，為了進一步（bù）提高鋼（gāng）的耐腐蝕能力，特別是 抗晶間腐蝕的（de）能力，常采用超低碳的不鏽鋼（gāng），含碳量在 0.03%甚至更低；但用於製造滾動 軸承、彈簧（huáng）、工具等不鏽鋼，由於要求有高的硬度和（hé）耐磨（mó）性，因（yīn）而含碳量較高（gāo），一般均（jun1）在 0. 85~1.00%之間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能提高某些不鏽鋼（gāng）對某些介質（zhì）的耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不鏽鋼對、醋酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質（如）以及有機（jī）酸中的耐蝕能力。但含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應用，含（hán）鉬的不鏽鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬（mù）的增加一倍；銅加入鉻錳氮不鏽鋼中，會加速不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼獲得單一奧氏體組織（zhī）有不利（lì）影響，因此在含鉬（mù）鋼（gāng）中，為了使鋼（gāng）在熱處理後具（jù）有單 一的奧氏體組織。鎳（niè）在錳等元素（sù）的含量要相應的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的抗氧化能力 矽對提高鉻鋼抗氧化能力的作用很顯著，含 5%鉻（gè）及 1%矽的（de）鋼，抗氧化的能力可（kě）與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗氧化（huà），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（jiù）可以了。有資料還介紹（shào），向 Cr15Ni20 的鉻鎳（niè）鋼中加 2.5%的矽， 抗氧（yǎng）化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳（niè）合金。 向高（gāo）鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性能顯著提高，它的作用（yòng）與加矽的功能相仿。 向高鉻鋼中（zhōng）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（jiē）約用鉻。 矽和鋁對提高鉻鋼抗氧化（huà）性能（néng）的作用雖然很大，但也有（yǒu）很多缺（quē）點。最主要的（de）是它（tā）使（shǐ）鋼的 晶粒粗化和脆（cuì）性傾向增大。

7．鎢和釩（fán）加（jiā）入鋼中，其主要作用是提高鋼的熱強性。

8．硼 高鉻鐵素體不鏽鋼（Cr17MO2Ti）中（zhōng）加 0.005%的硼，可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐 腐蝕性能提高；奧氏體不鏽鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使鋼的熱態（tài）塑性改 善（shàn）；硼對提高鋼的熱強性有良好的作用，可使不鏽（xiù）鋼的熱強性顯著提高；含硼的鉻鎳奧氏體 不鏽鋼在原子能（néng）工業中有著特殊的用途。 但不鏽鋼中含硼會（huì）使鋼的塑性（xìng）和衝擊韌性降低（dī）。

9.除以上元素外，有些不鏽鋼（gāng）中還分別加入稀有金屬元素（sù）和稀土元素以改（gǎi）善鋼 的性能。 以上談（tán）到了構成不鏽鋼的基本元素——鉻，和影響不鏽鋼組織、性能的重要元素——碳， 以及改善（shàn）不鏽鋼性能和（hé）組織的添加元素——鎳、錳、氮（dàn）、鈦、铌、鉬、銅、矽（guī）、鋁（lǚ）、鎢、釩、 硼等十多（duō）個元素。 在工（gōng）業上實際應用的不鏽鋼， 很多鋼中（zhōng）同時存在著幾種至十幾種合金（jīn）元素， 當幾種元素共存（cún）於不鏽鋼這一統一體中時，決定不鏽鋼組織的是各種元素影（yǐng）響的總和。 各種元素對不鏽鋼組織（zhī）的影（yǐng）響，根據其共同性，概括起來，基本上分屬於（yú）兩大類：一類 是形（xíng）成（chéng）或穩定奧氏體的元（yuán）素，它們（men）是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程度最大；另一 類是（shì）形成鐵素（sù）體的元素，它們（men）是鉻、鎢、鉬、铌、矽、鈦、釩、鋁等，這一類元素形成鐵素 體的作用，如以鉻為 1 來（lái）加以比較，其他（tā）元素的作（zuò）用都比鉻大（dà）。 這兩類元素共存於不（bú）鏽鋼中時，不鏽（xiù）鋼的組織就取決於他們互相（xiàng）影響的結果。如果穩定 奧氏體的元素的作用居於主要（yào）方麵的（de）話， 不鏽（xiù）鋼（gāng）的（de）組織就以奧氏體為主， 很（hěn）少以至沒有鐵素 體； 如（rú）果他們的作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至（zhì）室溫的（de）話， 這種不穩定的奧氏體在冷卻 時即發生馬氏體轉（zhuǎn）變， 鋼的組織（zhī）則（zé）為馬氏體； 如（rú）果（guǒ）形成鐵素體的元素的作用成為主要方麵的 話，鋼的（de）組織則（zé）以鐵素（sù）體為主。 不鏽鋼的性能（néng）除工藝因素外，主要取決（jué）於其內（nèi）部組織的構成，而（ér）構成不鏽鋼組織的是各 種合金元素在鋼中的總和。因此說，不鏽鋼的性能（néng），歸根到底（dǐ）主要是由合金（jīn）元素決定的（de）。 隻含有鉻元（yuán）素的不鏽鋼，人們通常稱它為“不鏽鐵”，工業上稱它為“鉻不鏽鋼”。這類鋼都 具有磁性，他（tā）們的（de）金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體為（wéi）主體的複相組織。這類鋼 具有抵抗大氣及弱腐蝕（shí）介（jiè）質的能力，或有更高的耐（nài）腐蝕性能（néng）與抗氧化性能，或可淬火使用（yòng）。 但他（tā）們的機械性能（néng）或（huò）工藝性能較（jiào）差， 幾乎沒有焊接性能（néng）等等的不足之處。 這類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要求（qiú）。 在（zài）鉻級不鏽鋼的基體中，加（jiā）入適量的鎳元素。如在（zài）含鉻 18%的低炭（0.12%以下的炭） 的鐵素體鋼中加入 8%的鎳後，在（zài）常溫下可獲得最理（lǐ）想的純奧氏體組織，這種鋼就是人們通 常所稱（chēng）的無磁性的不鏽鋼。這類鉻鎳不鏽鋼與相同（tóng）含鉻量的鐵素體或馬氏體耐酸不鏽（xiù）鋼比 較（jiào）， 不僅具（jù）有更高的耐腐蝕性能， 更重要提他們（men）具有良好的冷變形使（shǐ）之硬化的性能和焊接性 能，在常溫或低溫下均具有很高的塑性和衝擊韌（rèn）性，不具磁性等等的優（yōu）良性能。這類不（bú）鏽鋼 的缺點是機械性能比較低， 對晶間（jiān）腐蝕及應力腐蝕比較敏感， 但（dàn）通過適量的合金添（tiān）加劑或（huò）工 藝措施，就能（néng）改善或消（xiāo）除。 在鉻級不鏽鋼的基本（běn）中，添加以錳為主要（yào）合金元素的（de）不鏽鋼（gāng）。就是人們通常所（suǒ）講的“鉻（gè）錳 氮”不鏽鋼。這類不鏽鋼除強度比（bǐ）鉻鎳鋼為高外，其他如耐腐（fǔ）蝕性和工藝性（xìng）能等都不如鉻鎳 奧氏體（tǐ）不鏽鋼好。生產（chǎn）這（zhè）類不鏽鋼除個別情（qíng）況下，主要是為了節約昂貴的鎳元素，所以這類 鋼又叫節鎳不鏽（xiù）鋼。