鉻對不銹鋼的耐蝕性起決定作用,在不銹鋼的定義中,w(Cr)≥10.5%,它是不銹鋼耐蝕性的主要元素,鋼中鉻含量越高,耐蝕性越好。這是因為鋼在氧化介質中就可以形成以Cr2O3為基體的穩定的表面防護膜(約10μm),即產生鈍化現象,在這層膜內富集了鉻。同時,鉻有效地提高了固溶體(鐵素體、馬氏體或奧氏體)的電極電位,使原來純鐵(低碳鋼)的電極電位由負變正,從而使鋼不受腐蝕。鉻元素加入不銹鋼中,電極電位遵循n/8規律發生突變。當鉻原子含量每達到1/8、2/8、3/8、··、n/8,即12.5%、25%、37.5%···摩爾分數時,電極電位就有一個躍增,腐蝕減弱。鉻的原子濃度占1/8(即12.5%,摩爾分數),若以質量計則為11.7%(質量分數),所以鉻不銹鋼的鉻含量一般都在12%(質量分數)以上。當鉻原子含量達到25%(摩爾分數)時,還會有第二個突變,此時鉻鋼的耐蝕性進一步提高。
此外,鉻對不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)力學性能和(he)工藝(yi)性能都有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。鉻能提高鋼(gang)的(de)(de)(de)淬(cui)透性,在(zai)低合(he)金結構中(zhong)已(yi)經廣(guang)泛(fan)應用(yong)。鉻的(de)(de)(de)這(zhe)種作(zuo)(zuo)用(yong)降低了(le)奧氏體向鐵素體和(he)碳化物的(de)(de)(de)轉(zhuan)變(bian)速(su)度(du),使奧氏體等溫轉(zhuan)變(bian)圖明顯右移,從(cong)而(er)降低了(le)鋼(gang)的(de)(de)(de)淬(cui)火臨界冷卻速(su)度(du),致使鋼(gang)的(de)(de)(de)淬(cui)透性增加,一些馬氏體不(bu)銹鋼(gang)空淬(cui)都可(ke)獲得馬氏體組(zu)織。
鉻(ge)能提(ti)高鋼(gang)(gang)的抗氧(yang)化性(xing)能,隨著鉻(ge)含量(liang)的增加(jia),鋼(gang)(gang)的抗氧(yang)化性(xing)能明顯提(ti)高。在馬氏體(ti)鉻(ge)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong),鋼(gang)(gang)的抗氧(yang)性(xing)能比普通鋼(gang)(gang)高4~9倍(bei),馬氏體(ti)鉻(ge)不銹鋼(gang)(gang)不起皮的溫度(du)約為(wei)700~850℃。
鉻(ge)是目前使鋼鈍化和(he)給(gei)予良好耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)不銹(xiu)性(xing)(xing)的唯一有工業(ye)使用價值的元素。隨著(zhu)鉻(ge)含量(liang)的增(zeng)加,耐(nai)大氣腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能提高。在氧(yang)化性(xing)(xing)介(jie)質(如稀硝酸)中,隨著(zhu)鉻(ge)含量(liang)的增(zeng)加,不銹(xiu)鋼的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)增(zeng)加;但在還原性(xing)(xing)介(jie)質中,隨著(zhu)鉻(ge)含量(liang)的增(zeng)加,不銹(xiu)鋼的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)下降(jiang)。
鉻(ge)(ge)對鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)物理性能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)表現為:鉻(ge)(ge)可以增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)晶格常(chang)數(shu),比體(ti)積隨鉻(ge)(ge)含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)呈線性增(zeng)(zeng)(zeng)長,且(qie)顯著(zhu)降低(di)鐵(tie)鉻(ge)(ge)合金的(de)(de)(de)熱導率(lv),還增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)電阻。馬氏體(ti)鉻(ge)(ge)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)電阻是普通鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)4~6倍。在(zai)淬(cui)火條件(jian)下(xia),由于鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)使穩定的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)量(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia),因此降低(di)了鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)硬度和抗拉(la)強度。在(zai)退火條件(jian),低(di)碳的(de)(de)(de)鐵(tie)-鉻(ge)(ge)合金隨鉻(ge)(ge)含量(liang)的(de)(de)(de)提高,強度和硬度增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia),而伸長率(lv)稍有下(xia)降。
鉻(ge)在純γ-Fe中(zhong)的(de)(de)最大(da)溶(rong)解度(du)(du)大(da)約為(wei)12.0%;當w(C)≈0.5%5%時,在奧氏體中(zhong)的(de)(de)最大(da)溶(rong)解度(du)(du)大(da)約為(wei)20%。在純α-Fe中(zhong)的(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)無限。在Cr-MrCr-Mn-N鋼中(zhong)能增加N的(de)(de)溶(rong)解度(du)(du)。
鉻在鋼中形(xing)成的碳化(hua)物傾向(xiang)大于(yu)錳(meng),而小(xiao)于(yu)鎢。
鉻能提高鋼的(de)高溫強度和高碳鋼的(de)耐磨性(xing)。