1.  鉻、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


  鎳為形成(cheng)奧氏體(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)素。它能(neng)使合(he)金表面(mian)鈍(dun)化，擴大鋼(gang)在(zai)酸中(zhong)的(de)(de)(de)鈍(dun)化范圍(wei)，但不(bu)能(neng)改善(shan)其(qi)對(dui)稀硝酸的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。它能(neng)提高(gao)不(bu)銹鋼(gang)抗(kang)硫(liu)酸、鹽酸等腐(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)，是耐(nai)(nai)蝕(shi)鋼(gang)的(de)(de)(de)主要(yao)合(he)金元(yuan)素。如果(guo)單獨(du)使用鎳作為不(bu)銹鋼(gang)合(he)金元(yuan)素，其(qi)質量(liang)分(fen)數要(yao)高(gao)達24％才能(neng)得到全奧氏體(ti)組織，但這極不(bu)經(jing)濟。而在(zai)低碳鉻不(bu)銹鋼(gang)［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)基礎上，只需加入質量(liang)分(fen)數為9％的(de)(de)(de)鎳，即可獲得耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)好、綜合(he)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)也好的(de)(de)(de)室溫(wen)下穩(wen)定的(de)(de)(de)奧氏體(ti)組織，既能(neng)滿足鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)要(yao)求，又能(neng)提高(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)強度和(he)抗(kang)氧化性(xing)(xing)能(neng)，使其(qi)成(cheng)為一(yi)種具有良好綜合(he)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)鋼(gang)種。


3. 鉬和銅


  鉬是(shi)形成(cheng)鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)的元素。在(zai)鉻不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)加入鉬，可以提高鋼(gang)在(zai)非氧(yang)化性(xing)(xing)介(jie)質中(zhong)的穩定(ding)性(xing)(xing)。它的獨(du)特之處(chu)是(shi)能(neng)抵抗(kang)氯(lv)離子(zi)（Cl-）產生的點(dian)腐(fu)蝕；同時也能(neng)提高奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型鋼(gang)的熱(re)強(qiang)性(xing)(xing)，改(gai)善奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)短時塑性(xing)(xing)和持久塑性(xing)(xing)，對焊接有利(li)。但是(shi)鉬的加入將(jiang)會縮小鋼(gang)中(zhong)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)區(qu)，使(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)出現鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)相(xiang)。為此(ci)，在(zai)含鉬的單相(xiang)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)，相(xiang)應的奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素，如(ru)鎳(nie)、錳(meng)、氮等的含量略有增加，目的是(shi)維持其(qi)全奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。對于雙相不銹鋼，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(he)氮


  錳和(he)氮(dan)(dan)對(dui)提高不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)沒(mei)有(you)直接(jie)影響(xiang)，但它們都是促進(jin)和(he)穩定(ding)奧氏(shi)體的(de)(de)(de)有(you)效元素(su)，其中(zhong)氮(dan)(dan)比(bi)錳的(de)(de)(de)作(zuo)用更為明(ming)顯(xian)。當(dang)錳含量(liang)過高時(shi)，對(dui)鉻含量(liang)較低的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)不利，還(huan)會(hui)使鑄鋼(gang)件產生(sheng)氣孔，同時(shi)增加(jia)硬(ying)度，給鋼(gang)的(de)(de)(de)冷加(jia)工帶(dai)來(lai)困難。氮(dan)(dan)與碳共同作(zuo)用能提高奧氏(shi)體型鋼(gang)的(de)(de)(de)熱強性(xing)，氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)強化(hua)作(zuo)用在(zai)于時(shi)效過程(cheng)中(zhong)形(xing)成氮(dan)(dan)化(hua)合物和(he)碳氮(dan)(dan)化(hua)合物。列(lie)人我國國家標準含有(you)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)牌號鋼(gang)板有(you)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(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)對鋼(gang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用不(bu)是(shi)(shi)簡單(dan)的(de)(de)(de)疊加(jia)，也不(bu)是(shi)(shi)相互抵消的(de)(de)(de)。它們相互之間(jian)有時會發生新(xin)的(de)(de)(de)物理化學(xue)作(zuo)(zuo)用，往(wang)往(wang)會引起強(qiang)化力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用。各種合金(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)對不(bu)銹鋼(gang)組織結構(gou)和性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響見表1-14，亦可見圖1-1、圖1-2。從表中可以(yi)看出，合金(jin)元(yuan)素(su)(su)(su)對不(bu)銹鋼(gang)組織的(de)(de)(de)影(ying)響基本(ben)上分三(san)大(da)類(lei)：第(di)一類(lei)是(shi)(shi)形(xing)成鐵素(su)(su)(su)體的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)(su)，有鉻、硅、鋁、鉬(mu)(mu)、鈦、鈮等(deng)；第(di)二類(lei)是(shi)(shi)形(xing)成奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)(su)，有碳、氮(dan)、鎳、錳(meng)、銅(tong)等(deng)，其(qi)中碳和氮(dan)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用程度最大(da)；第(di)三(san)類(lei)是(shi)(shi)形(xing)成碳化物的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)(su)，有鈮、鈦、碳、鉻、鎢、錳(meng)、鉬(mu)(mu)等(deng)。加(jia)入銅(tong)、鋁、鈦、鈮、氮(dan)等(deng)元(yuan)素(su)(su)(su)能(neng)促使鋼(gang)產生彌散硬化，從而提高鋼(gang)的(de)(de)(de)熱強(qiang)性(xing)(xing)。