鉻對不銹鋼的耐蝕性起決定作用,在不銹鋼的定義中,w(Cr)≥10.5%,它是不銹鋼耐蝕性的主要元素,鋼中鉻含量越高,耐蝕性越好。這是因為鋼在氧化介質中就可以形成以Cr2O3為基體的穩定的表面防護膜(約10μm),即產生鈍化現象,在這層膜內富集了鉻。同時,鉻有效地提高了固溶體(鐵素體、馬氏體或奧氏體)的電極電位,使原來純鐵(低碳鋼)的電極電位由負變正,從而使鋼不受腐蝕。鉻元素加入不銹鋼中,電極電位遵循n/8規律發生突變。當鉻原子含量每達到1/8、2/8、3/8、··、n/8,即12.5%、25%、37.5%···摩爾分數時,電極電位就有一個躍增,腐蝕減弱。鉻的原子濃度占1/8(即12.5%,摩爾分數),若以質量計則為11.7%(質量分數),所以鉻不銹鋼的鉻含量一般都在12%(質量分數)以上。當鉻原子含量達到25%(摩爾分數)時,還會有第二個突變,此時鉻鋼的耐蝕性進一步提高。
此(ci)外(wai),鉻(ge)對不銹鋼(gang)的(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)和工藝性(xing)能(neng)(neng)都(dou)(dou)有(you)很(hen)好的(de)(de)作用(yong)。鉻(ge)能(neng)(neng)提高鋼(gang)的(de)(de)淬(cui)(cui)透(tou)性(xing),在低合(he)金(jin)結構中(zhong)已經廣泛應用(yong)。鉻(ge)的(de)(de)這種作用(yong)降低了奧(ao)氏體(ti)向鐵素體(ti)和碳(tan)化物(wu)的(de)(de)轉(zhuan)變速(su)度(du),使奧(ao)氏體(ti)等溫轉(zhuan)變圖明顯右移,從(cong)而降低了鋼(gang)的(de)(de)淬(cui)(cui)火臨(lin)界冷(leng)卻速(su)度(du),致使鋼(gang)的(de)(de)淬(cui)(cui)透(tou)性(xing)增加,一些馬氏體(ti)不銹鋼(gang)空淬(cui)(cui)都(dou)(dou)可(ke)獲得馬氏體(ti)組織。
鉻(ge)能提(ti)高鋼(gang)(gang)的(de)抗氧(yang)化性能,隨著鉻(ge)含量(liang)的(de)增加,鋼(gang)(gang)的(de)抗氧(yang)化性能明顯(xian)提(ti)高。在馬(ma)氏(shi)(shi)體鉻(ge)不銹鋼(gang)(gang)中,鋼(gang)(gang)的(de)抗氧(yang)性能比普通鋼(gang)(gang)高4~9倍,馬(ma)氏(shi)(shi)體鉻(ge)不銹鋼(gang)(gang)不起(qi)皮的(de)溫度約為700~850℃。
鉻是(shi)目前使鋼鈍化和(he)給予(yu)良好耐蝕(shi)(shi)性(xing)不(bu)銹性(xing)的(de)(de)(de)(de)唯(wei)一有工(gong)業使用價值的(de)(de)(de)(de)元素。隨(sui)著鉻含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),耐大氣腐蝕(shi)(shi)性(xing)能提高。在氧化性(xing)介(jie)質(如(ru)稀硝酸)中(zhong)(zhong),隨(sui)著鉻含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)增(zeng)(zeng)加(jia);但(dan)在還原性(xing)介(jie)質中(zhong)(zhong),隨(sui)著鉻含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia),不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性(xing)下降。
鉻(ge)(ge)(ge)對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)物理(li)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響表現為:鉻(ge)(ge)(ge)可以增加鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)格常(chang)數,比體(ti)(ti)積(ji)隨(sui)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量的(de)(de)(de)(de)增加呈線性(xing)增長(chang),且顯著降低(di)鐵(tie)鉻(ge)(ge)(ge)合金的(de)(de)(de)(de)熱導率(lv),還增加鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻。馬(ma)氏體(ti)(ti)鉻(ge)(ge)(ge)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻是(shi)普通鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)4~6倍。在淬(cui)火條(tiao)件下(xia),由于鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)增加使穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)量增加,因此(ci)降低(di)了鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)和抗(kang)拉強度(du)。在退(tui)火條(tiao)件,低(di)碳的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)-鉻(ge)(ge)(ge)合金隨(sui)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量的(de)(de)(de)(de)提高,強度(du)和硬度(du)增加,而伸長(chang)率(lv)稍有下(xia)降。
鉻在(zai)(zai)純γ-Fe中的(de)最(zui)大(da)溶(rong)(rong)解(jie)度大(da)約(yue)為12.0%;當w(C)≈0.5%5%時,在(zai)(zai)奧氏體(ti)中的(de)最(zui)大(da)溶(rong)(rong)解(jie)度大(da)約(yue)為20%。在(zai)(zai)純α-Fe中的(de)溶(rong)(rong)解(jie)度無限。在(zai)(zai)Cr-MrCr-Mn-N鋼中能(neng)增加N的(de)溶(rong)(rong)解(jie)度。
鉻在(zai)鋼中形成的(de)碳化物傾向大于(yu)(yu)錳,而小于(yu)(yu)鎢。
鉻能提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)的高(gao)(gao)溫強度和(he)高(gao)(gao)碳鋼(gang)的耐磨性。