鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,在介質的作用下,鉻能促進鋼的鈍化使之具有不銹性和耐蝕性。
早期的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作表明,在鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)(ao)氏體不銹鋼中(zhong),碳含(han)(han)量(liang)為0.1%,鉻(ge)含(han)(han)量(liang)為18%時,自1100℃速冷,能在室溫(wen)獲得(de)單(dan)一亞穩(wen)定奧(ao)(ao)氏體組織所需(xu)的(de)(de)鎳(nie)含(han)(han)量(liang)最(zui)低值約為8%。因此,常用的(de)(de)18Cr-8Ni奧(ao)(ao)氏體不銹鋼是(shi)鉻(ge)、鎳(nie)配比最(zui)為適宜(yi)的(de)(de)一種鋼。
在奧氏體(ti)不銹鋼中,隨著鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)的(de)增加,σ相(xiang)形(xing)成(cheng)的(de)傾向(xiang)加大,當鋼中含(han)有鉬時,鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)的(de)增加還會促進x相(xiang)的(de)形(xing)成(cheng)。這些金屬間(jian)化(hua)合(he)物(wu)的(de)析出顯著降低(di)鋼的(de)塑性和韌性,而(er)且(qie)在一些條件下還降低(di)鋼的(de)耐(nai)蝕性。
奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中(zhong)鉻含量的提高(gao)將降低(di)馬(ma)氏(shi)體(ti)轉變溫度(du)Ms(式(9.9)),從而提高(gao)奧(ao)氏(shi)體(ti)的穩定性。因此,鉻含量超(chao)過20%的高(gao)鉻奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼即使經(jing)過冷(leng)加工和低(di)溫處理也很難(nan)出現馬(ma)氏(shi)體(ti)組織。
一(yi)般而言,只要奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼保持(chi)完全奧(ao)氏(shi)(shi)體組織而沒有鐵素體的(de)生成(cheng),僅提高鉻含量不(bu)會對鋼的(de)力學性能(neng)有明顯的(de)影響。
鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是其耐蝕性:提高鋼的抗氧化性介質和耐酸性氯化物介質的性能;在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻提高耐一些還原性介質、有機酸、尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐晶間腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕及耐某些條件下應力腐蝕的性能。
圖9.57為鉻對Fe-Cr-10Ni奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)在氧化性(xing)介質中耐(nai)蝕性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)。在65%沸騰(teng)的(de)硝酸中,隨鉻含(han)量(liang)的(de)提高,Cr-Ni鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕性(xing)急劇(ju)增(zeng)加的(de)臨(lin)界鉻含(han)量(liang)約為12%,而(er)具有最低(di)穩(wen)定的(de)腐蝕速率的(de)最佳鉻含(han)量(liang)應(ying)為18%。

對于含Mo、Cu的Cr-Ni奧氏體不銹鋼在一些含Cl-和F-的酸性氯化物中,鉻含量必須大于25%才更有效(圖9.58)。
在奧氏體(ti)不銹鋼(gang)中,鉻能(neng)增(zeng)大(da)碳的溶(rong)解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的耐晶間腐蝕是有益的。
鉻(ge)非(fei)常有(you)效地改善奧氏體不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕和(he)縫隙(xi)(xi)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)。當鋼中同時(shi)有(you)鉬和(he)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)時(shi),鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)這種(zhong)作用大大加強。雖然根據研究,鉬的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)點蝕及耐(nai)(nai)縫隙(xi)(xi)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)為鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)3倍(bei)左(zuo)右,氮(dan)為鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)30倍(bei),但當鋼中鉻(ge)含量不足時(shi)將(jiang)難以發揮鉬、氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效性(xing)(xing)。
鉻對奧氏體不銹鋼耐應力腐蝕的影響視介質條件和使用環境而異。在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用通常是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質、高溫高壓水及以點蝕為起源的應力腐蝕環境中,提高鋼中鉻含量對其耐應力腐蝕性能是有益的。鉻和鎳對奧氏體不銹鋼耐苛性(NaOH)應力腐蝕也是有益的。

