1.  鉻、硅、鋁


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不(bu)銹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)為形成(cheng)(cheng)奧氏(shi)體的元(yuan)素(su)。它能(neng)(neng)使(shi)合(he)金(jin)(jin)表面鈍(dun)化(hua)，擴大鋼(gang)(gang)在酸(suan)中的鈍(dun)化(hua)范圍(wei)，但不(bu)(bu)能(neng)(neng)改(gai)善其對稀硝酸(suan)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。它能(neng)(neng)提高(gao)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)抗硫(liu)酸(suan)、鹽(yan)酸(suan)等腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)的性(xing)(xing)能(neng)(neng)，是耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的主(zhu)要(yao)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)。如(ru)果單(dan)獨(du)使(shi)用鎳(nie)作為不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)，其質(zhi)量分數(shu)要(yao)高(gao)達24％才能(neng)(neng)得(de)到全奧氏(shi)體組織(zhi)，但這(zhe)極不(bu)(bu)經濟。而在低碳(tan)鉻(ge)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)［w（Cr）＞17％］的基礎(chu)上，只需加入質(zhi)量分數(shu)為9％的鎳(nie)，即可獲(huo)得(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)好、綜合(he)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)也好的室溫(wen)下穩定的奧氏(shi)體組織(zhi)，既能(neng)(neng)滿足(zu)鋼(gang)(gang)的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)要(yao)求(qiu)，又能(neng)(neng)提高(gao)鋼(gang)(gang)的高(gao)溫(wen)強度和抗氧化(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng)，使(shi)其成(cheng)(cheng)為一種具有良好綜合(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的鋼(gang)(gang)種。


3. 鉬和銅


  鉬(mu)(mu)是形成鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。在(zai)鉻不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)加入鉬(mu)(mu)，可以提(ti)(ti)高(gao)鋼(gang)在(zai)非(fei)氧化性介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)穩定性。它的(de)(de)(de)獨(du)特之處(chu)是能抵抗氯離子（Cl-）產生的(de)(de)(de)點腐蝕；同時(shi)也能提(ti)(ti)高(gao)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)型鋼(gang)的(de)(de)(de)熱強性，改(gai)善(shan)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)鋼(gang)短時(shi)塑性和持久塑性，對焊接(jie)有(you)利(li)。但(dan)是鉬(mu)(mu)的(de)(de)(de)加入將會縮小鋼(gang)中(zhong)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)區，使奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)出現鐵素(su)體(ti)相(xiang)。為此，在(zai)含(han)(han)鉬(mu)(mu)的(de)(de)(de)單相(xiang)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)，相(xiang)應的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)形成元(yuan)素(su)，如鎳、錳、氮(dan)等的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)略有(you)增加，目的(de)(de)(de)是維持其全奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)組織。對于雙相不銹鋼(gang)，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


  錳(meng)(meng)和氮(dan)對提(ti)高(gao)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)沒有(you)直(zhi)接(jie)影響(xiang)，但它們(men)都是促(cu)進和穩(wen)定奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)有(you)效元素，其中氮(dan)比錳(meng)(meng)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)更為明顯。當錳(meng)(meng)含量(liang)過(guo)高(gao)時，對鉻含量(liang)較低的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)不(bu)利，還會使鑄鋼件(jian)產(chan)生氣(qi)孔，同時增加硬度，給鋼的(de)(de)(de)(de)冷加工帶來困難。氮(dan)與碳共同作(zuo)用(yong)(yong)能提(ti)高(gao)奧氏體(ti)型鋼的(de)(de)(de)(de)熱(re)強(qiang)性(xing)，氮(dan)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化作(zuo)用(yong)(yong)在于時效過(guo)程中形成氮(dan)化合物和碳氮(dan)化合物。列人我國國家標準含有(you)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)牌(pai)號鋼板有(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦和(he)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。



  上述合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)對鋼的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)不(bu)是簡單的(de)(de)(de)疊加，也不(bu)是相(xiang)(xiang)互抵消的(de)(de)(de)。它們相(xiang)(xiang)互之間有時會(hui)發生新(xin)的(de)(de)(de)物理化(hua)學作(zuo)用(yong)(yong)(yong)，往往會(hui)引起強化(hua)力(li)學性能的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。各(ge)種合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)對不(bu)銹鋼組(zu)織結構(gou)和性能的(de)(de)(de)影響(xiang)見表1-14，亦可見圖1-1、圖1-2。從表中可以看(kan)出(chu)，合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素(su)對不(bu)銹鋼組(zu)織的(de)(de)(de)影響(xiang)基(ji)本上分(fen)三(san)大類：第(di)一(yi)類是形成鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，有鉻、硅、鋁(lv)、鉬(mu)、鈦(tai)(tai)、鈮(ni)等；第(di)二類是形成奧氏體(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，有碳(tan)、氮、鎳、錳、銅(tong)等，其中碳(tan)和氮的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)程度最大；第(di)三(san)類是形成碳(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)，有鈮(ni)、鈦(tai)(tai)、碳(tan)、鉻、鎢(wu)、錳、鉬(mu)等。加入銅(tong)、鋁(lv)、鈦(tai)(tai)、鈮(ni)、氮等元(yuan)(yuan)素(su)能促使鋼產生彌散硬化(hua)，從而(er)提高鋼的(de)(de)(de)熱強性。