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        各元素對不銹鋼的性能和組織的影響和作用



        目前已知的化學元素有100多種,在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對于人們在與腐蝕現象作長期斗爭的實踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說,最常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不銹鋼的性能與組織影響最大的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。

        1.鉻(Cr):在不銹鋼中的決定作用
        鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后,促使其內部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明:①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化。
        作用:抗氧化、耐腐蝕、強硬度耐磨,同時也是耐熱鋼的不可缺少元素;

        2.碳( C ):在不銹鋼中的兩重性
        碳是工業用鋼的主要元素之一。的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式,在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。
        作用:從強度與耐腐燭性能兩方面來看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的,即會增加硬度,降低耐腐蝕性,降低可塑性和韌性;

        3. 鎳( Ni ):在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發揮出來的 
        鎳是優良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時,含鎳的不銹鋼具有許多可貴的性能。   鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,在于它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。 
        作用:形成奧氏體組織的重要元素,具有增強鋼種耐腐蝕、耐熱、塑性和韌性等優點;

        4、鉬(Mo):在高等級不銹鋼中都含有鉬元素
        在不銹鋼中起到耐氯化物(譬如海水氯離子腐蝕)腐蝕作用。
        作用:增強耐點腐蝕及晶間腐蝕能力、增強高溫下性能;

        5、鈦(Ti)::防止不銹鋼的晶間腐蝕
        不銹鋼的碳含量較高時,在焊接時容易引起鉻偏析,即形成各的碳化物,形成晶間腐蝕,是因為焊縫附近缺鉻,降低了不銹鋼的耐腐蝕性。在加入鈦之后可改善該種狀況;
        作用:增強鋼種耐晶間腐蝕、增強硬度和韌性;

        6、錳(Mn):可替代鉻鎳不銹鋼中的鎳
        錳和鎳具有很多相似的地方,在一些不銹鋼中錳主要用來替鎳,增強奧氏體組織的穩定性。但錳有很多自己的特點,如價格相對便宜,提高材料的機械強度和中溫性能。此外還有增加N的在金相中的溶解度作用。
        作用:替代鎳元素,增加強度,但耐腐蝕性降低;

        除了以上元素外,不銹鋼中的其它元素作用如下:
        銅(Cu):可增加不銹鋼的耐腐蝕性能,一些含銅鋼種具有抗菌性;
        氮(N): 是惰性元素,可以用來穩定鋼種組織,增強抗氧化性和耐腐蝕性;鈮(Nb)也可增強鋼種耐晶間腐蝕;
        硅(Si):在奧氏體中增強耐熱性;鈷在于提高硬度;
        硼(B): 提高部分鋼種耐酸性和改善奧氏體塑性;
        磷(P): 在一般不銹鋼中都是雜質元素,也有用來提高硬度;
        硫(S)和硒(Se): 在一般不銹鋼中也是常有雜質元素,但適當應用可增加切削性;不過降低耐腐蝕性能;



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