1.  鉻(ge)、硅、鋁


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不銹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(nie)為形成奧氏(shi)體的(de)(de)(de)(de)元素(su)。它(ta)(ta)能(neng)使合(he)金表面(mian)鈍化(hua)，擴大鋼(gang)(gang)在(zai)酸(suan)(suan)中的(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)范圍，但不(bu)能(neng)改善其(qi)對(dui)稀硝酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。它(ta)(ta)能(neng)提(ti)高不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)抗(kang)硫酸(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)等腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，是耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)主要合(he)金元素(su)。如果單獨使用鎳(nie)作為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)合(he)金元素(su)，其(qi)質(zhi)量分(fen)數要高達(da)24％才能(neng)得到(dao)全奧氏(shi)體組織，但這極不(bu)經濟。而在(zai)低碳鉻不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)(de)基礎上，只需加(jia)入(ru)質(zhi)量分(fen)數為9％的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)，即可獲得耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)好(hao)、綜合(he)力學性(xing)能(neng)也好(hao)的(de)(de)(de)(de)室溫下穩定的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體組織，既能(neng)滿足鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)要求，又能(neng)提(ti)高鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)高溫強度和抗(kang)氧(yang)化(hua)性(xing)能(neng)，使其(qi)成為一(yi)種(zhong)(zhong)具有良好(hao)綜合(he)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)。


3. 鉬和銅


  鉬是形(xing)成鐵(tie)素(su)體(ti)的元(yuan)素(su)。在鉻不(bu)銹(xiu)鋼中加(jia)入鉬，可以(yi)提高(gao)鋼在非氧化(hua)性(xing)介質中的穩(wen)定性(xing)。它的獨特(te)之處是能抵抗氯離子（Cl-）產(chan)生(sheng)的點腐蝕；同時也能提高(gao)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)型鋼的熱強性(xing)，改善(shan)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼短時塑性(xing)和持久塑性(xing)，對(dui)焊接(jie)有利。但(dan)是鉬的加(jia)入將(jiang)會縮小鋼中奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)區，使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼中出現鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)。為此，在含鉬的單相(xiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中，相(xiang)應的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)，如鎳、錳、氮等的含量(liang)略有增加(jia)，目的是維持其全奧(ao)氏(shi)(shi)體(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(meng)和(he)氮對(dui)提高不(bu)銹鋼的(de)(de)耐蝕性(xing)沒(mei)有(you)(you)直接影響，但它們都(dou)是促進和(he)穩定奧氏體(ti)的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)元素，其中(zhong)氮比錳(meng)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)更為明(ming)顯。當錳(meng)含量(liang)過(guo)高時(shi)，對(dui)鉻含量(liang)較低的(de)(de)不(bu)銹鋼的(de)(de)耐蝕性(xing)不(bu)利，還會(hui)使鑄鋼件產生(sheng)氣(qi)孔，同(tong)時(shi)增加(jia)硬度，給鋼的(de)(de)冷加(jia)工帶來困難。氮與碳(tan)共同(tong)作(zuo)用(yong)(yong)能提高奧氏體(ti)型(xing)鋼的(de)(de)熱強性(xing)，氮的(de)(de)強化(hua)作(zuo)用(yong)(yong)在于時(shi)效(xiao)過(guo)程中(zhong)形成(cheng)氮化(hua)合物和(he)碳(tan)氮化(hua)合物。列人我國國家標準含有(you)(you)氮的(de)(de)牌號鋼板有(you)(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等(deng)。


5. 鈦(tai)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(shang)述合(he)金元(yuan)素對(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)作用不(bu)是(shi)(shi)(shi)簡單的(de)(de)(de)(de)(de)疊加(jia)，也不(bu)是(shi)(shi)(shi)相互抵消(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)。它(ta)們相互之間(jian)有(you)時會發生新的(de)(de)(de)(de)(de)物理化學作用，往(wang)往(wang)會引(yin)起強(qiang)化力學性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)作用。各種合(he)金元(yuan)素對(dui)不(bu)銹鋼組織結構和性(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)見表(biao)1-14，亦(yi)可見圖(tu)1-1、圖(tu)1-2。從表(biao)中(zhong)可以看(kan)出，合(he)金元(yuan)素對(dui)不(bu)銹鋼組織的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)基(ji)本上(shang)分三大類：第(di)(di)一類是(shi)(shi)(shi)形(xing)成(cheng)鐵素體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素，有(you)鉻、硅、鋁、鉬、鈦(tai)、鈮等(deng)；第(di)(di)二(er)類是(shi)(shi)(shi)形(xing)成(cheng)奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素，有(you)碳(tan)、氮(dan)、鎳、錳、銅等(deng)，其中(zhong)碳(tan)和氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)作用程(cheng)度最大；第(di)(di)三類是(shi)(shi)(shi)形(xing)成(cheng)碳(tan)化物的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素，有(you)鈮、鈦(tai)、碳(tan)、鉻、鎢(wu)、錳、鉬等(deng)。加(jia)入(ru)銅、鋁、鈦(tai)、鈮、氮(dan)等(deng)元(yuan)素能促使鋼產生彌散硬化，從而提高鋼的(de)(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)性(xing)。