不鏽鋼（gāng）材料中的各（gè）種（zhǒng）元素（sù）及其作用：

1．鉻（gè）——是構成不鏽鋼的基本元素。 鉻是（shì）決定不（bú）鏽鋼耐腐蝕性能的（de）最基（jī）本（běn）元素。在氧化性介質中，鉻能使鋼的表麵很快形成 一層實際為腐蝕介（jiè）質不能透過和不溶解的富鉻的（de）氧化膜， 這層（céng）氧化膜很致密， 並（bìng）與金屬基本 結合得很牢固，保護鋼免受外界介質進一步氧化浸（jìn）蝕；鉻還能有效地提高鋼的電極電（diàn）位。當 含鉻量不低於（yú） 12.5%原子時（shí）,可使鋼的電極電位發生突變,由負電位升到（dào）正的電極電位。因而 可顯著提高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高，鋼的耐蝕性能越好。當含鉻量達到 25%、37.5% 原（yuán）子時，會（huì）發生第二次第（dì）三次的突變，使鋼具有（yǒu）更高的耐腐蝕性能。

2．鎳——單獨不能構成不鏽（xiù）鋼 鎳對不鏽鋼耐（nài）腐蝕的影響，隻有它與鉻（gè）配合時才（cái）能充（chōng）分（fèn）顯示出來。因為，低炭鎳鋼要獲 得純奧氏體組織，含鎳量需達 24%；要使鋼在某些介（jiè）質中的（de）耐腐（fǔ）蝕性能顯著改變，含鎳量 需在（zài） 27%以上。所以（yǐ），鎳（niè）不能單獨構成不鏽鋼。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳，就能 使鋼在常溫下獲得單一奧氏體（tǐ）組織，並可以提（tí）高鋼對非氧化性介（jiè）質（如：稀、、磷酸等）的（de） 耐蝕性，並能改善鋼（gāng）的焊接和冷彎等（děng）的工（gōng）藝（yì）性能。
3．錳和氮——可代替鉻鎳不鏽鋼中的鎳 錳和氮（dàn）在不鏽鋼中有鎳相仿的作用。錳的穩定奧氏體作用為鎳的二分之一，而氮（dàn）的作 用比鎳大很多，約為鎳（niè）的 40 倍左右。因而錳和氮可（kě）代鎳獲得單一的奧氏體組織。但錳的加 入會使含鉻低的不鏽鋼耐蝕性（xìng）降低。同時，高錳奧氏體鋼不易加工（gōng）。因此，在不鏽（xiù）鋼中不（bú）單 獨使用錳，隻用部（bù）分代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼中具有（yǒu）兩重性 碳在不鏽鋼中的含量及其分布的形式，在很大程度上左（zuǒ）右著不鏽（xiù）鋼的性能和組織（zhī）：一方 麵碳是穩定奧氏體元素，並作用的程度（dù）很大，約（yuē）為（wéi）鎳的 30 倍，含碳量（liàng）高的（馬氏體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火強化，從而在機械性能方麵可大大提高它的強度；另一方麵由於碳和 鉻的親（qīn）和力（lì）很（hěn）大， 在不鏽鋼（gāng）中要占用（yòng）十（shí）七倍碳量的（de）鉻與（yǔ）它結合成碳化鉻。 隨著鋼（gāng）中含碳量的 增加，則（zé）與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以，從強度（dù）與耐腐（fǔ）蝕性能 兩方（fāng）麵來看，碳在不鏽鋼中的作用是（shì）互（hù）相矛盾的。在（zài）實（shí）際應（yīng）用中，為了達到耐腐蝕的目的， 不鏽鋼的含碳量一般較低，在大多在 0.1%左右，為（wéi）了進一步提高鋼的耐腐蝕能力，特別（bié）是 抗晶間腐蝕的能力，常采用超低碳的不鏽鋼，含碳量在 0.03%甚至更低；但用（yòng）於（yú）製造滾（gǔn）動 軸承、彈簧、工具等不鏽鋼，由於要求有高的硬度和耐磨性，因而含碳量較（jiào）高，一般均在 0. 85~1.00%之（zhī）間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能（néng）提高某些（xiē）不鏽鋼對某些介質的耐腐（fǔ）蝕性能 鉬和（hé）銅能提高不鏽鋼對、醋酸等腐蝕介質（zhì）的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質（如）以及有機酸中的耐蝕能（néng）力。但含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應用，含鉬的不鏽（xiù）鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐（fǔ）蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加入鉻錳氮不鏽鋼中，會加速不鏽鋼 的晶間（jiān）腐蝕。 鉬對鋼獲得單一奧氏體（tǐ）組織有不利影響，因此在含鉬鋼中，為了使（shǐ）鋼在熱處理後具有單 一的奧氏體組織。鎳（niè）在錳等元素的含量要相應的（de）提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的（de）抗氧化能力 矽對提（tí）高鉻鋼抗氧化能（néng）力的（de）作用很顯著，含 5%鉻（gè）及 1%矽的鋼，抗氧（yǎng）化的能力可（kě）與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗氧化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的 矽以後，隻需（xū）要 12%的鉻就可（kě）以了（le）。有資料還（hái）介紹（shào），向 Cr15Ni20 的鉻鎳（niè）鋼中加 2.5%的矽， 抗氧化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳（niè）合金。 向高鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性（xìng）能顯著提高，它的作用與加矽的功能相（xiàng）仿。 向高鉻鋼中加（jiā）矽和鋁的目（mù）的： 一是為了進一步提高鋼的抗氧（yǎng）化性能， 二是為（wéi）了節約用鉻。 矽和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的作用雖然很大，但也有很多缺點。最主（zhǔ）要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性傾向（xiàng）增大。

7．鎢（wū）和釩（fán）加入鋼（gāng）中，其（qí）主要作用（yòng）是提高鋼的熱（rè）強性。

8．硼 高鉻（gè）鐵素（sù）體不（bú）鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加 0.005%的硼（péng），可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐 腐蝕性能提高；奧氏體不鏽（xiù）鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使（shǐ）鋼的熱態塑性改 善；硼對提高鋼的熱強性有良好的（de）作用，可使不鏽鋼的熱強性顯著提高；含硼的鉻鎳奧氏體（tǐ） 不鏽（xiù）鋼在原（yuán）子能工業（yè）中（zhōng）有著特殊的用途。 但不鏽鋼（gāng）中含硼會使鋼的塑（sù）性和衝擊韌性降低。

9.除以上元素外，有些不鏽鋼中還分（fèn）別加入稀有金屬元素和稀土元素以（yǐ）改善鋼 的性能。 以上（shàng）談到了構成不鏽（xiù）鋼的基（jī）本元素——鉻，和（hé）影響不鏽鋼組織、性能的重要元（yuán）素——碳， 以及改善不鏽鋼性能和組織的添加元素——鎳、錳、氮、鈦、铌、鉬、銅、矽、鋁、鎢、釩、 硼等（děng）十多個元素。 在工業上實際應用的不鏽鋼， 很多鋼中同時存在著幾種至十（shí）幾種合金元（yuán）素（sù）， 當幾種元素共存於（yú）不鏽鋼這一統一體中時，決定不鏽鋼組織的是各種元素影響的總和。 各種元素對不鏽鋼組織（zhī）的影響，根據其共同性，概括起來，基本上分屬於兩大類：一類 是形成或穩定奧（ào）氏體的元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程度最大；另一 類是形成鐵素體的元素，它們是鉻、鎢、鉬、铌、矽、鈦、釩、鋁等，這一（yī）類元素形成鐵素 體的作用，如以鉻為（wéi） 1 來加以比較，其（qí）他元素的作用都比鉻大。 這兩類元素共存於不鏽鋼中時，不鏽鋼的組織就取決於他們互相影響（xiǎng）的結果。如果穩定 奧氏體的（de）元素（sù）的作（zuò）用居（jū）於主要方麵的話， 不（bú）鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很（hěn）少以至沒（méi）有鐵素 體； 如（rú）果他們的作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至室溫的話， 這種不穩定的奧氏體（tǐ）在冷卻 時即發生馬氏體轉變， 鋼的（de）組織則為馬氏體； 如果形成鐵（tiě）素體的元（yuán）素的作用成為主要方麵的 話，鋼的（de）組織則以鐵素體（tǐ）為主。 不鏽鋼的性能除工藝因素外（wài），主要取決於其內部組織的構成，而構（gòu）成不鏽鋼（gāng）組織的是各（gè） 種合金元素在鋼中的總和。因此說，不鏽（xiù）鋼的性能（néng），歸根到底（dǐ）主（zhǔ）要是由合金元素決定的。 隻含有鉻元素（sù）的不鏽鋼，人們通常稱它為“不鏽鐵”，工業上稱它為“鉻不（bú）鏽鋼”。這類鋼都 具有磁性，他們（men）的金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體（tǐ）為主體的複相組織。這類鋼 具有抵抗大氣及弱腐蝕介質的能力，或有更高的耐腐蝕性能與抗（kàng）氧化性能，或可淬火使用。 但他們的機械性能或工藝性能較差， 幾乎沒有焊接性能等等的不（bú）足（zú）之處。 這類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要求。 在鉻級（jí）不鏽鋼的基（jī）體中，加（jiā）入適量的鎳元素。如在含鉻（gè） 18%的低炭（0.12%以下的炭） 的鐵素體（tǐ）鋼中加入 8%的鎳（niè）後，在常溫下可獲得最理想的純奧氏體組織，這種鋼就是（shì）人們通 常所稱的無磁性的不鏽鋼（gāng）。這類鉻鎳不鏽（xiù）鋼（gāng）與相同含（hán）鉻量的鐵素體或馬氏體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具有更高的耐（nài）腐蝕性能， 更重要提他們具有（yǒu）良好的冷變形使之硬化（huà）的性能和（hé）焊接性 能（néng），在常溫或（huò）低溫下均具（jù）有很高的塑性和（hé）衝擊韌性，不具（jù）磁性等等的優良性能。這類不鏽鋼 的缺（quē）點是機械性能比較低， 對晶間腐蝕及（jí）應力腐蝕比較（jiào）敏感， 但通過適（shì）量的合金添加劑或工 藝（yì）措施，就（jiù）能改善或消除。 在鉻（gè）級不鏽鋼的基本中，添加以錳為主（zhǔ）要合金元素的不鏽鋼。就是人們通常所講的“鉻錳 氮”不鏽鋼。這類（lèi）不鏽鋼除強度比鉻鎳鋼為高外，其他如耐腐蝕（shí）性和（hé）工藝性能等都不如鉻鎳 奧氏（shì）體不鏽鋼好。生產（chǎn）這類不鏽鋼（gāng）除（chú）個別情況下，主要是為了節約昂貴的鎳元（yuán）素，所以這類 鋼又叫節鎳不鏽鋼。