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)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)加入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)去向和(he)作用是:合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)作為溶(rong)質,以原子狀態進(jin)入以鐵(Fe)為溶(rong)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)態溶(rong)液中(zhong),形(xing)成(cheng)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)(ge)種(zhong)基(ji)體組(zu)(zu)織(固(gu)溶(rong)體);各(ge)(ge)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)間(jian)相互作用,形(xing)成(cheng)各(ge)(ge)種(zhong)化合(he)物(wu);有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(如Cu、Pb等)當其含量超過(guo)它在鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度時,還(huan)可以較純的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)相存在于基(ji)體中(zhong);一些比(bi)較活潑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)和(he)與鋼(gang)中(zhong)氧、硫等結合(he)力強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一些元(yuan)(yuan)素(su),還(huan)可形(xing)成(cheng)各(ge)(ge)種(zhong)非金(jin)(jin)屬(shu)夾雜物(wu)(見本書第9章(zhang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內容)。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)正是通過(guo)這些作用對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織和(he)性能產生各(ge)(ge)種(zhong)影響(xiang)。
由于不(bu)銹鋼的(de)組(zu)織與性能在許多(duo)條件下主要由鋼中(zhong)的(de)合金元素(su)所決定(ding),因此,研究不(bu)銹鋼中(zhong)成分、組(zu)織、性能之間的(de)關(guan)系一直為人們所關(guan)注。
通(tong)俗(su)地說,不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)性(xing)能系(xi)指(zhi)在(zai)外界化學、力學、物(wu)理等(deng)(deng)因素(su)的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)行為。例如,在(zai)化學介質作(zuo)用下(xia),鋼(gang)的(de)(de)(de)不銹(xiu)性(xing)和耐蝕性(xing)等(deng)(deng);在(zai)力學因素(su)作(zuo)用下(xia),鋼(gang)的(de)(de)(de)強度,塑、韌(ren)性(xing)等(deng)(deng);在(zai)物(wu)理因素(su)作(zuo)用下(xia),鋼(gang)的(de)(de)(de)導熱性(xing)、磁(ci)性(xing)等(deng)(deng)。
向鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)入合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su),這些(xie)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)會自然(ran)(ran)帶給添(tian)加(jia)它們的(de)(de)(de)(de)(de)新合(he)金(jin)(jin)。前面所述及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)向鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)入鉻可(ke)使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)(xing),就(jiu)是(shi)因為鉻元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)本身(shen)既不(bu)(bu)(bu)生鐵銹(xiu)(xiu),又具(ju)有遠比鐵強得(de)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)能(neng)(neng)力(li)(li)并(bing)能(neng)(neng)使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鈍化(hua)。當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鉻量≥12%,這種(zhong)鈍化(hua)作(zuo)用(yong)便顯現了出(chu)來(lai)。向不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)入其他合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su),這些(xie)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(多(duo)種(zhong)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)時則是(shi)它們之間的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)合(he)作(zuo)用(yong))的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)同(tong)樣會帶給添(tian)加(jia)它們的(de)(de)(de)(de)(de)各類不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)對(dui)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang),一(yi)是(shi)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)直接影(ying)(ying)(ying)響(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng),二是(shi)通過前面敘述的(de)(de)(de)(de)(de)改變不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)結構(gou)來(lai)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。一(yi)般說來(lai),合(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)所直接影(ying)(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)耐蝕(shi)性(xing)(xing)(當(dang)然(ran)(ran)在(zai)一(yi)些(xie)條(tiao)件下也影(ying)(ying)(ying)響(xiang)其他性(xing)(xing)能(neng)(neng),例(li)(li)如固溶強化(hua)作(zuo)用(yong)等),而(er)組(zu)織(zhi)結構(gou)所影(ying)(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學,冷、熱(re)加(jia)工(gong)性(xing)(xing),焊接、物理等性(xing)(xing)能(neng)(neng)(當(dang)然(ran)(ran)在(zai)一(yi)些(xie)條(tiao)件下也影(ying)(ying)(ying)響(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)耐蝕(shi)性(xing)(xing),例(li)(li)如由于一(yi)些(xie)化(hua)合(he)物析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang))。在(zai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)許多(duo)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)又常常是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)結構(gou)共同(tong)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)結果。除了合金(jin)元素(su)(su)外,影響不銹鋼性能的(de)因素(su)(su)還很多,后面(mian)再另做介紹。

