1.  鉻、硅、鋁


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不銹(xiu)鋼獲得耐蝕性的主要合金元素。在碳鋼的基礎上加入足夠量的鉻［w（Cr）≥12％］，即可使鋼在氧化性介質中產生一種與基體組織牢固結合的鉻鐵氧化物（FeCr）2O3的鈍化膜；又能提高鋼在電介質中的電極電位，從而使化學穩定性得到提高。硅和鋁同樣能使鋼在氧化性介質中生成致密的保護膜，其中鋁的作用比鉻還明顯。在奧氏體型耐熱鋼中，這些元素均能提高其抗氧化性。在18-8型不銹鋼中，當硅的質量分數從0.4％提高到2.4％時，鋼在980℃時抗氧化性能提高22倍。如果硅含量過高，會嚴重惡化穩定奧氏體型鋼的焊接性，故必須嚴格控制硅在鋼中的含量。鋁在沉淀硬化體型不銹鋼中，可以提高其在室溫和高溫時的強度。


2. 鎳


  鎳(nie)為(wei)(wei)形成(cheng)奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)元素。它能(neng)使(shi)合金表面鈍(dun)(dun)化(hua)，擴(kuo)大鋼在(zai)酸(suan)中(zhong)的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)范(fan)圍，但(dan)不(bu)能(neng)改善其(qi)對稀硝酸(suan)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性。它能(neng)提(ti)(ti)高不(bu)銹(xiu)鋼抗硫(liu)酸(suan)、鹽酸(suan)等腐蝕(shi)介質(zhi)的(de)(de)性能(neng)，是耐(nai)蝕(shi)鋼的(de)(de)主(zhu)要(yao)合金元素。如果單獨使(shi)用(yong)鎳(nie)作為(wei)(wei)不(bu)銹(xiu)鋼合金元素，其(qi)質(zhi)量分數(shu)要(yao)高達24％才能(neng)得到(dao)全奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)，但(dan)這極不(bu)經濟。而在(zai)低碳鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼［w（Cr）＞17％］的(de)(de)基(ji)礎(chu)上，只需加入(ru)質(zhi)量分數(shu)為(wei)(wei)9％的(de)(de)鎳(nie)，即(ji)可獲得耐(nai)蝕(shi)性好(hao)、綜合力學(xue)性能(neng)也好(hao)的(de)(de)室溫下穩定的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)，既能(neng)滿足鋼的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性要(yao)求，又能(neng)提(ti)(ti)高鋼的(de)(de)高溫強度和抗氧(yang)化(hua)性能(neng)，使(shi)其(qi)成(cheng)為(wei)(wei)一(yi)種具有良好(hao)綜合性能(neng)的(de)(de)鋼種。


3. 鉬和銅


  鉬(mu)是形成(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)(de)元素(su)。在(zai)鉻(ge)不銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)加入鉬(mu)，可(ke)以提(ti)高鋼(gang)在(zai)非氧化性介質中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)穩定性。它(ta)的(de)(de)(de)獨特之處是能抵抗氯離子（Cl-）產生的(de)(de)(de)點(dian)腐蝕；同時也能提(ti)高奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)型鋼(gang)的(de)(de)(de)熱強性，改(gai)善奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)短時塑性和持久(jiu)塑性，對焊接有(you)利。但是鉬(mu)的(de)(de)(de)加入將會縮小鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)區(qu)，使奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)型不銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)出(chu)現鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)。為(wei)此，在(zai)含(han)鉬(mu)的(de)(de)(de)單相(xiang)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)，相(xiang)應的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形成(cheng)元素(su)，如鎳、錳、氮等的(de)(de)(de)含(han)量略有(you)增加，目的(de)(de)(de)是維(wei)持其全奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)組織。對于雙相(xiang)不銹鋼，鉬促成鐵素體，對提高耐點腐蝕性能和抗應力腐蝕性能都是有益的。但鉬含量過多則會降低奧氏體型不銹鋼的韌性。


  在鉻鎳不銹鋼中加入銅能促使鋼產生彌散硬化組織，提高鋼的熱強性。與鉬配合使用，可進一步提高鉻鎳不銹鋼在稀硫酸中的耐蝕性。列入我國國家標準的牌號鋼板有06Cr18Ni12Mo2Cu2、022Cr23Ni4MoCuN等。


4. 錳和氮(dan)


  錳(meng)(meng)和(he)氮(dan)(dan)對提高不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕(shi)性沒有(you)直(zhi)接影響，但它們都是促(cu)進和(he)穩定奧氏體(ti)的(de)有(you)效元(yuan)素，其中氮(dan)(dan)比錳(meng)(meng)的(de)作(zuo)用(yong)更為明顯。當錳(meng)(meng)含(han)量過高時，對鉻含(han)量較低(di)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕(shi)性不利，還會使鑄(zhu)鋼(gang)(gang)件(jian)產生氣孔，同時增加(jia)硬度，給鋼(gang)(gang)的(de)冷加(jia)工帶(dai)來困難(nan)。氮(dan)(dan)與(yu)碳共同作(zuo)用(yong)能提高奧氏體(ti)型鋼(gang)(gang)的(de)熱強性，氮(dan)(dan)的(de)強化(hua)作(zuo)用(yong)在于時效過程中形成氮(dan)(dan)化(hua)合物和(he)碳氮(dan)(dan)化(hua)合物。列人我國國家標準含(han)有(you)氮(dan)(dan)的(de)牌號(hao)鋼(gang)(gang)板(ban)有(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦(tai)和鈮


  鈦和鈮是比鉻更易與碳結合形成穩定碳化物的元素。在鉻鎳不銹鋼中，當鈦的加入量大于碳含量的5倍，或者鈮的加入量大于碳含量的8倍時，可以使絕大部分的碳存在于鈦或鈮的碳化物之中，因而使固溶碳的質量分數降到0.03％以下，這就能保證鉻在鋼中的有效固溶濃度。由于鉻在鋼中的有效固溶度得到保證，從而鋼的抗晶間腐蝕能力得到改善。鈮的質量分數達到0.5％～2.0％時，既能提高奧氏體鋼的熱強性，又能提高鋼的持久塑性。鈮在碳含量較低的奧氏體鋼中會促進近縫區和焊縫金屬產生裂紋，在鉻鎳奧氏體鋼中，鈮的質量分數應控制在1.0％的范圍內。這類鋼列人我國國家標準的牌號鋼板很多，如06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb等。



  上(shang)述合金(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)對(dui)鋼(gang)的(de)(de)作用(yong)不(bu)是(shi)簡單(dan)的(de)(de)疊(die)加，也(ye)不(bu)是(shi)相互抵消的(de)(de)。它們相互之間(jian)有(you)(you)時會發生新的(de)(de)物理化(hua)學作用(yong)，往往會引起強化(hua)力學性能(neng)的(de)(de)作用(yong)。各種合金(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)對(dui)不(bu)銹鋼(gang)組織結構(gou)和性能(neng)的(de)(de)影(ying)響見(jian)表1-14，亦可見(jian)圖1-1、圖1-2。從(cong)表中可以看出，合金(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)對(dui)不(bu)銹鋼(gang)組織的(de)(de)影(ying)響基(ji)本上(shang)分三大類(lei)：第一類(lei)是(shi)形成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)(su)體的(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，有(you)(you)鉻(ge)、硅、鋁(lv)、鉬、鈦、鈮(ni)(ni)等；第二類(lei)是(shi)形成(cheng)奧氏體的(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，有(you)(you)碳(tan)(tan)、氮(dan)(dan)、鎳(nie)、錳、銅等，其中碳(tan)(tan)和氮(dan)(dan)的(de)(de)作用(yong)程度最(zui)大；第三類(lei)是(shi)形成(cheng)碳(tan)(tan)化(hua)物的(de)(de)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)，有(you)(you)鈮(ni)(ni)、鈦、碳(tan)(tan)、鉻(ge)、鎢、錳、鉬等。加入(ru)銅、鋁(lv)、鈦、鈮(ni)(ni)、氮(dan)(dan)等元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)能(neng)促使(shi)鋼(gang)產生彌散硬化(hua)，從(cong)而提高鋼(gang)的(de)(de)熱(re)強性。