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(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼(gang)加入(ru)的(de)合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)的(de)主要去向(xiang)(xiang)和作用是(shi):合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)作為溶質(zhi),以(yi)原子(zi)狀態進(jin)入(ru)以(yi)鐵(Fe)為溶劑的(de)固態溶液中(zhong),形(xing)成不(bu)銹鋼(gang)的(de)各種基體(ti)組織(固溶體(ti));各合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)間(jian)相互作用,形(xing)成各種化合物(wu);有(you)的(de)合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(如Cu、Pb等(deng))當其含量超過它(ta)在(zai)鋼(gang)中(zhong)的(de)溶解(jie)度(du)時,還(huan)可以(yi)較(jiao)純的(de)金(jin)(jin)屬(shu)相存在(zai)于基體(ti)中(zhong);一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)活潑的(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)和與(yu)鋼(gang)中(zhong)氧、硫等(deng)結合力強的(de)一(yi)些(xie)元(yuan)(yuan)素(su)(su),還(huan)可形(xing)成各種非金(jin)(jin)屬(shu)夾雜物(wu)(見本書第9章(zhang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)質(zhi)量控(kong)制的(de)內容(rong))。不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)合金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)正是(shi)通(tong)過這些(xie)作用對鋼(gang)的(de)組織和性能產生各種影響。
由于不銹(xiu)鋼的組(zu)織(zhi)(zhi)與性能(neng)在許多條件下主要由鋼中的合金(jin)元素所(suo)決定,因此,研究不銹(xiu)鋼中成(cheng)分、組(zu)織(zhi)(zhi)、性能(neng)之間(jian)的關系一直(zhi)為人(ren)們(men)所(suo)關注。
通俗地說,不(bu)銹鋼的(de)性(xing)能系(xi)指在(zai)外界化學(xue)(xue)(xue)、力學(xue)(xue)(xue)、物(wu)理等(deng)因素的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)不(bu)銹鋼的(de)行為。例如(ru),在(zai)化學(xue)(xue)(xue)介質作(zuo)用(yong)下(xia),鋼的(de)不(bu)銹性(xing)和耐蝕性(xing)等(deng);在(zai)力學(xue)(xue)(xue)因素作(zuo)用(yong)下(xia),鋼的(de)強度,塑、韌性(xing)等(deng);在(zai)物(wu)理因素作(zuo)用(yong)下(xia),鋼的(de)導熱性(xing)、磁(ci)性(xing)等(deng)。
向(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)中加(jia)入(ru)(ru)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su),這(zhe)些(xie)(xie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)本身(shen)(shen)的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)會(hui)自然帶(dai)給添(tian)加(jia)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)新合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。前面所述(shu)及的(de)(de)(de)向(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)中加(jia)入(ru)(ru)鉻(ge)可使鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)(xing),就是(shi)因(yin)為鉻(ge)元(yuan)素(su)本身(shen)(shen)既不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)生鐵銹(xiu)(xiu),又具有(you)(you)遠比鐵強(qiang)得多(duo)的(de)(de)(de)鈍化(hua)(hua)能(neng)力并能(neng)使鋼(gang)(gang)(gang)鈍化(hua)(hua)。當鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)量≥12%,這(zhe)種鈍化(hua)(hua)作(zuo)用便顯現(xian)了出來(lai)。向(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中加(jia)入(ru)(ru)其他合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su),這(zhe)些(xie)(xie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)(多(duo)種元(yuan)素(su)時則(ze)是(shi)它(ta)們(men)之(zhi)間的(de)(de)(de)復合(he)(he)(he)作(zuo)用)的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)同樣會(hui)帶(dai)給添(tian)加(jia)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)各類不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),一是(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)直接影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng),二是(shi)通過前面敘述(shu)的(de)(de)(de)改(gai)變不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)組(zu)織結(jie)構來(lai)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)。一般說來(lai),合(he)(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)所直接影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(當然在(zai)一些(xie)(xie)條(tiao)件下(xia)也影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)其他性(xing)(xing)能(neng),例如固溶強(qiang)化(hua)(hua)作(zuo)用等),而(er)組(zu)織結(jie)構所影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)力學,冷、熱加(jia)工(gong)性(xing)(xing),焊接、物(wu)理等性(xing)(xing)能(neng)(當然在(zai)一些(xie)(xie)條(tiao)件下(xia)也影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)耐(nai)蝕性(xing)(xing),例如由于一些(xie)(xie)化(hua)(hua)合(he)(he)(he)物(wu)析出的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))。在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中對鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)許(xu)多(duo)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)又常常是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分和(he)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)組(zu)織結(jie)構共同作(zuo)用的(de)(de)(de)結(jie)果。除了(le)合(he)金元素外,影響(xiang)不(bu)銹鋼(gang)性(xing)能的因素還很多,后面再另做介紹。