1.  鉻(ge)、硅、鋁


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不銹(xiu)鋼獲得耐蝕性的主要合金元素。在碳鋼的基礎上加入足夠量的鉻［w（Cr）≥12％］，即可使鋼在氧化性介質中產生一種與基體組織牢固結合的鉻鐵氧化物（FeCr）2O3的鈍化膜；又能提高鋼在電介質中的電極電位，從而使化學穩定性得到提高。硅和鋁同樣能使鋼在氧化性介質中生成致密的保護膜，其中鋁的作用比鉻還明顯。在奧氏體型耐熱鋼中，這些元素均能提高其抗氧化性。在18-8型不銹鋼中，當硅的質量分數從0.4％提高到2.4％時，鋼在980℃時抗氧化性能提高22倍。如果硅含量過高，會嚴重惡化穩定奧氏體型鋼的焊接性，故必須嚴格控制硅在鋼中的含量。鋁在沉淀硬化體型不銹鋼中，可以提高其在室溫和高溫時的強度。


2. 鎳


  鎳為(wei)形(xing)成奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。它(ta)能(neng)(neng)使(shi)合(he)(he)金(jin)表面鈍(dun)化(hua)，擴大(da)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)酸(suan)中的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)范圍，但不能(neng)(neng)改善其(qi)(qi)對稀硝酸(suan)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。它(ta)能(neng)(neng)提(ti)高(gao)(gao)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗硫酸(suan)、鹽(yan)酸(suan)等(deng)腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，是(shi)耐(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要合(he)(he)金(jin)元(yuan)素(su)。如果(guo)單獨使(shi)用(yong)鎳作為(wei)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)合(he)(he)金(jin)元(yuan)素(su)，其(qi)(qi)質(zhi)(zhi)量分數要高(gao)(gao)達(da)24％才能(neng)(neng)得(de)到全奧(ao)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，但這極(ji)不經濟(ji)。而在(zai)低碳鉻(ge)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)，只需加入質(zhi)(zhi)量分數為(wei)9％的(de)(de)(de)(de)鎳，即可獲得(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)好(hao)(hao)、綜(zong)合(he)(he)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)也好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)室溫下穩定的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，既能(neng)(neng)滿足(zu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)要求(qiu)，又能(neng)(neng)提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫強度(du)和抗氧化(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，使(shi)其(qi)(qi)成為(wei)一種(zhong)(zhong)具有良好(hao)(hao)綜(zong)合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。


3. 鉬(mu)和銅


  鉬(mu)是(shi)(shi)形成(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)元素(su)。在(zai)鉻(ge)不銹(xiu)鋼中加入鉬(mu)，可(ke)以(yi)提高鋼在(zai)非氧化性介質中的(de)(de)(de)(de)穩定性。它(ta)的(de)(de)(de)(de)獨特(te)之處是(shi)(shi)能(neng)抵抗氯離子（Cl-）產生的(de)(de)(de)(de)點腐蝕；同(tong)時也(ye)能(neng)提高奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)型鋼的(de)(de)(de)(de)熱強性，改善奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼短時塑(su)性和持(chi)久(jiu)塑(su)性，對焊接有利。但(dan)是(shi)(shi)鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)加入將會(hui)縮小鋼中奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)相區，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)型不銹(xiu)鋼中出現鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)相。為(wei)此(ci)，在(zai)含鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)相奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中，相應的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)，如鎳、錳、氮等的(de)(de)(de)(de)含量略(lve)有增加，目的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)維持(chi)其全奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織。對于雙(shuang)相不銹鋼，鉬促成鐵素體，對提高耐點腐蝕性能和抗應力腐蝕性能都是有益的。但鉬含量過多則會降低奧氏體型不銹鋼的韌性。


  在鉻鎳不銹鋼中加入銅能促使鋼產生彌散硬化組織，提高鋼的熱強性。與鉬配合使用，可進一步提高鉻鎳不銹鋼在稀硫酸中的耐蝕性。列入我國國家標準的牌號鋼板有06Cr18Ni12Mo2Cu2、022Cr23Ni4MoCuN等。


4. 錳和氮


  錳和(he)氮(dan)(dan)對(dui)提高(gao)不銹(xiu)鋼的耐(nai)蝕性(xing)沒有直接影(ying)響，但它們都是促進和(he)穩定奧氏體(ti)的有效(xiao)元素，其中(zhong)氮(dan)(dan)比錳的作用更為明顯。當錳含量過高(gao)時(shi)，對(dui)鉻含量較(jiao)低的不銹(xiu)鋼的耐(nai)蝕性(xing)不利，還會(hui)使鑄鋼件產生(sheng)氣孔，同(tong)時(shi)增加硬(ying)度(du)，給鋼的冷加工帶來困難。氮(dan)(dan)與碳共同(tong)作用能提高(gao)奧氏體(ti)型鋼的熱強性(xing)，氮(dan)(dan)的強化作用在于時(shi)效(xiao)過程中(zhong)形成氮(dan)(dan)化合物和(he)碳氮(dan)(dan)化合物。列人我國(guo)國(guo)家標準含有氮(dan)(dan)的牌(pai)號鋼板(ban)有022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦和鈮


  鈦和鈮是比鉻更易與碳結合形成穩定碳化物的元素。在鉻鎳不銹鋼中，當鈦的加入量大于碳含量的5倍，或者鈮的加入量大于碳含量的8倍時，可以使絕大部分的碳存在于鈦或鈮的碳化物之中，因而使固溶碳的質量分數降到0.03％以下，這就能保證鉻在鋼中的有效固溶濃度。由于鉻在鋼中的有效固溶度得到保證，從而鋼的抗晶間腐蝕能力得到改善。鈮的質量分數達到0.5％～2.0％時，既能提高奧氏體鋼的熱強性，又能提高鋼的持久塑性。鈮在碳含量較低的奧氏體鋼中會促進近縫區和焊縫金屬產生裂紋，在鉻鎳奧氏體鋼中，鈮的質量分數應控制在1.0％的范圍內。這類鋼列人我國國家標準的牌號鋼板很多，如06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb等。



  上述合金元(yuan)(yuan)素(su)對(dui)(dui)鋼(gang)的(de)(de)作(zuo)用不是(shi)簡單的(de)(de)疊加(jia)，也不是(shi)相互(hu)抵消(xiao)的(de)(de)。它(ta)們相互(hu)之間有時會發生(sheng)新的(de)(de)物理化學(xue)(xue)作(zuo)用，往(wang)往(wang)會引起(qi)強(qiang)化力(li)學(xue)(xue)性能的(de)(de)作(zuo)用。各種(zhong)合金元(yuan)(yuan)素(su)對(dui)(dui)不銹鋼(gang)組織(zhi)結(jie)構和(he)性能的(de)(de)影響見表(biao)1-14，亦可見圖(tu)1-1、圖(tu)1-2。從表(biao)中可以看出，合金元(yuan)(yuan)素(su)對(dui)(dui)不銹鋼(gang)組織(zhi)的(de)(de)影響基(ji)本上分三(san)大類：第一(yi)類是(shi)形(xing)成鐵素(su)體的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，有鉻、硅、鋁、鉬、鈦、鈮(ni)(ni)等(deng)；第二類是(shi)形(xing)成奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，有碳、氮(dan)、鎳、錳、銅等(deng)，其中碳和(he)氮(dan)的(de)(de)作(zuo)用程度最(zui)大；第三(san)類是(shi)形(xing)成碳化物的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，有鈮(ni)(ni)、鈦、碳、鉻、鎢(wu)、錳、鉬等(deng)。加(jia)入銅、鋁、鈦、鈮(ni)(ni)、氮(dan)等(deng)元(yuan)(yuan)素(su)能促使(shi)鋼(gang)產生(sheng)彌散硬化，從而提(ti)高鋼(gang)的(de)(de)熱(re)強(qiang)性。