不鏽（xiù）鋼材料中的各種元素及其作（zuò）用：

1．鉻——是構成不鏽鋼（gāng）的基本元素。 鉻是決定（dìng）不鏽（xiù）鋼耐腐蝕性能的（de）最基本元素（sù）。在（zài）氧化性介質中，鉻能使鋼的表麵很快形成 一層實際為腐蝕介質不能透過和（hé）不（bú）溶解的富鉻的氧（yǎng）化膜， 這層氧化（huà）膜很致密， 並（bìng）與金屬基本 結合得很牢固，保（bǎo）護鋼免受外界介質（zhì）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 12.5%原子時,可使鋼的電極電位發生突（tū）變（biàn）,由負電（diàn）位升到正的電極電位。因而 可顯著提高鋼的耐蝕（shí）性。鉻的（de）含量越（yuè）高，鋼的耐蝕性能越好。當含鉻量達到 25%、37.5% 原子時，會發生第二次第三次的突變，使鋼具有更高的（de）耐（nài）腐蝕性能。

2．鎳——單獨不能構（gòu）成不（bú）鏽（xiù）鋼 鎳對不鏽（xiù）鋼耐腐蝕的（de）影響，隻有它與鉻配合時才能充分顯示（shì）出來。因（yīn）為，低炭鎳鋼（gāng）要獲 得純奧氏體組織（zhī），含鎳量需達 24%；要使鋼在（zài）某些介質中（zhōng）的耐腐蝕性能顯著改變，含鎳量 需在 27%以上。所以，鎳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（cháng）溫下獲得單一奧氏體組織，並可（kě）以提高鋼對非氧化性介質（如：稀、、磷酸等）的 耐蝕性，並能改善鋼的（de）焊接和冷彎等（děng）的工藝性能。
3．錳和氮——可代替鉻鎳不鏽鋼中的鎳 錳和氮在不鏽鋼中有（yǒu）鎳相仿的作用。錳的穩定奧氏體（tǐ）作用為（wéi）鎳的二分（fèn）之一，而氮（dàn）的作 用比鎳大很多，約為鎳的 40 倍左右。因而錳和氮（dàn）可代鎳獲（huò）得單一的奧氏體組織。但錳的加 入會使（shǐ）含鉻低（dī）的不鏽鋼耐蝕性降低。同時，高錳奧氏體鋼不易加工。因此，在不鏽鋼中不單 獨使用錳，隻用部分（fèn）代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼中具有（yǒu）兩重性 碳在不鏽鋼中的（de）含量及（jí）其分布的形式，在（zài）很大程（chéng）度上左右著不鏽鋼（gāng）的性能和組織：一方 麵碳是穩定奧氏體元素，並作用的程度（dù）很大，約為鎳（niè）的 30 倍，含碳量高（gāo）的（馬氏體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火強化，從（cóng）而在機械性能方麵可大大提高它的強度；另一方（fāng）麵由於碳和 鉻的親（qīn）和力很大， 在不鏽鋼中要（yào）占用十七倍（bèi）碳量的（de）鉻與它結合成碳化鉻。 隨著（zhe）鋼中含碳量的（de） 增加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以，從強度與耐（nài）腐蝕性能 兩（liǎng）方麵來（lái）看，碳在不（bú）鏽鋼中的作用是互相矛盾的。在實際應用中，為（wéi）了（le）達到耐（nài）腐蝕的目的， 不鏽鋼的含碳（tàn）量一般較低（dī），在大多在 0.1%左右，為了進一步提高（gāo）鋼的耐腐蝕能力，特別是 抗晶間腐蝕的能力，常采用超低碳的不鏽鋼（gāng），含碳量在 0.03%甚至更低；但用於製造滾動 軸承、彈簧、工具等不鏽鋼，由（yóu）於要求有高的硬度和耐磨性（xìng），因而含碳量較高（gāo），一般（bān）均在 0. 85~1.00%之間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和（hé）銅——能提高某（mǒu）些不鏽（xiù）鋼對某些介質的耐（nài）腐蝕性能 鉬和銅能提高不鏽鋼對、醋酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質（zhì）（如（rú））以及有機酸中的耐蝕（shí）能（néng）力。但含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應用，含鉬的不（bú）鏽（xiù）鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含（hán）鉬的（de）增加一倍（bèi）；銅加入鉻錳氮不鏽鋼中（zhōng），會加速不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼（gāng）獲（huò）得（dé）單一奧氏體組織有不利影響，因此在含鉬鋼中，為了使鋼在熱處理後（hòu）具有單 一的奧氏體組織。鎳在錳等元素（sù）的含量要相應（yīng）的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼（gāng）的抗氧化能力 矽對提高鉻鋼抗（kàng）氧化能力的作用很顯著，含 5%鉻及 1%矽的鋼，抗氧化的能力可與 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能（néng）抵抗氧化，含 0.5%矽時需（xū）要 22%的鉻，如加入（rù） 2.5～3%的 矽以後（hòu），隻需要 12%的鉻就可（kě）以了。有資料還介紹，向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 2.5%的矽， 抗氧化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳合金。 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仿。 向高鉻鋼中加矽和鋁的目的（de）： 一是為了進一步提高鋼的抗氧化性能， 二是為了節約用鉻。 矽和（hé）鋁對（duì）提（tí）高鉻鋼（gāng）抗氧化性能的作用雖然很大（dà），但也有很多缺點。最主要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性傾向增大。

7．鎢和釩加入鋼中，其主要作用是提高鋼的熱強性。

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

9.除以上元素外，有些不鏽鋼中還分別加入稀有金屬元素和稀土（tǔ）元素以改善鋼（gāng） 的性能。 以上談到了構成（chéng）不鏽鋼（gāng）的基本元素——鉻（gè），和影響不（bú）鏽鋼組織（zhī）、性能的重要元素——碳， 以及（jí）改（gǎi）善不（bú）鏽鋼性能和組織的添加元素——鎳、錳、氮、鈦、铌、鉬、銅、矽、鋁、鎢（wū）、釩、 硼等十多個元素。 在工業上實（shí）際應用的不鏽鋼， 很多鋼中同時存在著幾種至十幾種合金元素， 當幾種（zhǒng）元素共存於不鏽鋼這一統一體中時，決定不（bú）鏽（xiù）鋼組織（zhī）的是（shì）各種元素影（yǐng）響的總和。 各種元素對不（bú）鏽鋼（gāng）組織的影（yǐng）響，根（gēn）據其共同性，概括起（qǐ）來，基本上分屬於兩大類：一類 是形成或穩定奧氏體的（de）元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮（dàn）的作用程度最大；另一 類是形成鐵素體的元素，它們是鉻、鎢（wū）、鉬、铌、矽、鈦、釩、鋁等，這一類（lèi）元素（sù）形成鐵素 體的作用，如以鉻為 1 來加以比較，其他元素的作用都比鉻大。 這（zhè）兩（liǎng）類元素共存（cún）於不鏽鋼中時，不鏽（xiù）鋼（gāng）的組織（zhī）就取（qǔ）決於他們互相影響的結果。如果穩定 奧氏體的元素的作用居（jū）於（yú）主要方麵的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很少以至沒有鐵素 體； 如果他（tā）們的作用程度還不能（néng）使鋼的奧氏體保持至室溫的話（huà）， 這種不穩定的奧氏體（tǐ）在冷卻 時即發生馬氏體（tǐ）轉變， 鋼的組織則為馬氏體（tǐ）； 如果形成鐵素體的元素的作用成為主要方麵（miàn）的 話，鋼的組織則（zé）以鐵素體為（wéi）主。 不鏽鋼的性能除工藝因素外，主要取決於其內部（bù）組織的構成，而構成不（bú）鏽鋼組織的是各 種合（hé）金元素在鋼中的總和。因此說（shuō），不鏽鋼（gāng）的（de）性能（néng），歸根到底主要是由合金元素決定的（de）。 隻含有（yǒu）鉻元素的不鏽鋼，人們通常稱（chēng）它為“不鏽鐵”，工業上稱它（tā）為（wéi）“鉻不鏽鋼”。這類鋼都 具有磁性，他（tā）們（men）的金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體為主體的複相組織。這類鋼 具（jù）有抵（dǐ）抗大氣及弱腐蝕介質的能力，或有更高（gāo）的耐腐蝕性能與抗氧化性能，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足之處。 這類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要求。 在鉻級不鏽鋼的基體中，加入（rù）適量的鎳元（yuán）素。如在含（hán）鉻 18%的低炭（0.12%以下的炭（tàn）） 的鐵素體鋼中加入 8%的（de）鎳後，在常溫下可（kě）獲得最理想的純奧氏體組織，這種鋼就是人們通 常所（suǒ）稱的無磁性的不鏽（xiù）鋼。這類鉻鎳不鏽鋼與相同含鉻（gè）量的鐵（tiě）素體或馬氏（shì）體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具有更（gèng）高的耐腐蝕性能， 更重要提他們具有良好的冷變形使之硬化的性能（néng）和焊接性（xìng） 能，在常溫或低溫下均具有（yǒu）很高的塑性和衝擊（jī）韌性，不具磁性等等的優良性能。這類不鏽鋼 的（de）缺點是機械性能比（bǐ）較低， 對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感， 但（dàn）通過適量的合（hé）金添加劑或工 藝（yì）措施，就能改善或消除。 在鉻級不（bú）鏽鋼的基本（běn）中，添加以錳為主要合金元素的不鏽鋼（gāng）。就是人們通常所講的“鉻錳 氮”不鏽鋼。這類不鏽鋼除強度（dù）比鉻鎳鋼為高外，其（qí）他如耐腐蝕性和工藝性能等都不如鉻（gè）鎳 奧氏體不鏽鋼好。生產這（zhè）類不鏽鋼除個別情況下，主要是為（wéi）了（le）節約昂（áng）貴的鎳元素，所以這類 鋼又叫節鎳不鏽鋼。