合金元素系指人們為了獲得所需要的組織和各種性能向不銹鋼中加入的具有一定含量范圍的元素。向不銹鋼中加入的合金元素主要是金屬元素,如Cr、Ni、Mo、Si、Cu、Mn、W等,但也有非金屬元素,如C、N等。
向不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)加入的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)(su)的(de)(de)(de)主要去向和(he)作用(yong)是(shi):合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)(su)作為(wei)溶質(zhi),以(yi)(yi)原子狀態進入以(yi)(yi)鐵(Fe)為(wei)溶劑的(de)(de)(de)固(gu)態溶液(ye)中(zhong)(zhong),形(xing)成(cheng)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)基體(ti)組織(zhi)(固(gu)溶體(ti));各(ge)(ge)合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)(su)間相(xiang)互作用(yong),形(xing)成(cheng)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)化(hua)合(he)(he)(he)物;有的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)(su)(如Cu、Pb等)當其含量(liang)超過(guo)它(ta)在鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)溶解度時,還可以(yi)(yi)較純的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)相(xiang)存在于基體(ti)中(zhong)(zhong);一些比較活潑(po)的(de)(de)(de)元素(su)(su)和(he)與鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)氧(yang)、硫等結(jie)合(he)(he)(he)力強的(de)(de)(de)一些元素(su)(su),還可形(xing)成(cheng)各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)非金(jin)屬(shu)夾雜物(見本書第(di)9章不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)控制的(de)(de)(de)內容)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)元素(su)(su)正是(shi)通過(guo)這些作用(yong)對鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)組織(zhi)和(he)性能產生各(ge)(ge)種(zhong)(zhong)影響。
由于不銹鋼的組織與性能在許多條件下主要由鋼中的合金元素(su)所決定,因此,研究(jiu)不銹鋼中成(cheng)分、組織、性能之間的關(guan)系(xi)一直為人們(men)所關(guan)注。
通俗(su)地說,不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)系(xi)指在(zai)外界化學(xue)(xue)(xue)、力學(xue)(xue)(xue)、物理(li)等(deng)因(yin)素(su)的(de)(de)作用下不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)行為。例如,在(zai)化學(xue)(xue)(xue)介質作用下,鋼(gang)(gang)的(de)(de)不銹性(xing)(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)(xing)等(deng);在(zai)力學(xue)(xue)(xue)因(yin)素(su)作用下,鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度,塑、韌性(xing)(xing)(xing)等(deng);在(zai)物理(li)因(yin)素(su)作用下,鋼(gang)(gang)的(de)(de)導熱性(xing)(xing)(xing)、磁性(xing)(xing)(xing)等(deng)。
向(xiang)鋼(gang)中加入(ru)合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su),這些合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性會自然(ran)帶(dai)給添加它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新合金(jin)(jin)(jin)(jin)。前面所(suo)述及的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)向(xiang)鋼(gang)中加入(ru)鉻(ge)可使(shi)鋼(gang)具有(you)不(bu)銹性,就(jiu)是(shi)因為(wei)鉻(ge)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)本身既(ji)不(bu)生鐵銹,又(you)具有(you)遠比鐵強(qiang)得多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)力并能(neng)(neng)(neng)(neng)使(shi)鋼(gang)鈍(dun)化(hua)(hua)。當(dang)(dang)鋼(gang)中鉻(ge)量≥12%,這種(zhong)鈍(dun)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)便顯(xian)現了出(chu)來(lai)。向(xiang)不(bu)銹鋼(gang)中加入(ru)其他(ta)合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su),這些合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(多(duo)(duo)種(zhong)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)時則是(shi)它們(men)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合作用(yong)(yong))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性同(tong)樣會帶(dai)給添加它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各類不(bu)銹鋼(gang)。合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)對不(bu)銹鋼(gang)性能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,一是(shi)合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)直(zhi)接影(ying)響不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)(neng),二是(shi)通(tong)過(guo)前面敘述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構來(lai)影(ying)響不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)(neng)。一般(ban)說來(lai),合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)所(suo)直(zhi)接影(ying)響的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹耐(nai)蝕性(當(dang)(dang)然(ran)在一些條件(jian)下(xia)也(ye)影(ying)響其他(ta)性能(neng)(neng)(neng)(neng),例(li)如固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)等),而(er)組(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構所(suo)影(ying)響的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)是(shi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學,冷(leng)、熱加工性,焊接、物(wu)理等性能(neng)(neng)(neng)(neng)(當(dang)(dang)然(ran)在一些條件(jian)下(xia)也(ye)影(ying)響鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹耐(nai)蝕性,例(li)如由于一些化(hua)(hua)合物(wu)析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響)。在不(bu)銹鋼(gang)中對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)(duo)性能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響又(you)常常是(shi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分和鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)結(jie)(jie)構共同(tong)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)果。除了合金元素(su)外,影響不銹鋼性能的(de)因素(su)還很(hen)多,后面再(zai)另做介紹(shao)。

