不锈钢中的各元素作用

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1、不锈钢中的各元素作用不锈钢屮的各元素作用详解目前，已知的化学元索有100多种，在工业屮常用的钢铁材料屮可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有I•几种，除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、钻、镰、猛、硅、钳、钛、铠、钛、镭、氮、铜、钻等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表屮位于过渡族的元索。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体屮时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考

2、虑各元素口身的作用,而且要注意它们互和Z间的影响，I大I此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。一、各种元索对不锈钢的性能和组织的影响和作用i-m在不锈钢中的决定作用：决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是锯，每种不锈钢都含有一定数量的銘。迄今为止，述没有不含馅的不锈钢。珞z所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根木的原因是向钢中添加珞作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明：①馅使铁基固溶体的电极电位提高②銘吸收铁的电子使铁钝化钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝

3、化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。1-2.碳在不锈钢屮的两重性碳是工业用钢的主耍元素之一，钢的性能与组织在很犬程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢小碳的影响尤为显著。碳在不锈钢屮对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为牒的30倍），另一方面由于碳和鉛的亲和力很大，与铭形成一系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢屮的作用是互相矛盾的。认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢——0013〜4C

4、rl3这五个钢号的标准含路量规定为12〜14%,就是把碳要与縮形成碳化縮的因素考虑进去以后才决定的，目的即在于使碳与銘结合成碳化銘以后，固溶体中的含銘量不致低于11・7%这一•最低限度的含銘量。就这五个钢号来说由于含碳量不同，强度与耐腐蚀性能也是有区别的，0013〜2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Crl3钢，多用于制造结构零件，后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18—8銘银不锈钢的晶间腐蚀，可以将钢的含碳量降至0.03%以下，或者加入比钮和碳亲和力更大的元素（钛或锂）,使之不形成碳化

5、辂，再如当高硕度与耐磨性成为主要要求时，我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含钻量，做到既满足硬度与耐磨性的要求，又兼顾一定的耐腐蚀功能，工业上用作轴承、量具与刃具冇不锈钢9Crl8和9Crl7MoVCo钢，含碳量虽高达0.85〜0.95%,由于它们的含路量也相应地提高了，所以仍保证了耐腐蚀的耍求。总的來讲，耳前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的，人多数不锈钢的含碳量在0.1〜0・4%Z间，耐酸钢则以含碳0.1〜0.2%的居多。含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分，这是因为在大多数使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主耍FI的。此外，较低的含

6、碳量也是出于某些工艺上的要求，如易于焊接及冷变形等。1-3.在不锈钢中的作用是在与铭配合后才发挥出来的繚是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元索。镰在钢屮是形成奥氏体的元索，但低碳银钢要获得纯奥氏体组织，含银量耍达到24%；而只有含银27%时才使钢在某些介质屮的耐腐蚀性能显著改变。所以银不能单独构成不锈钢。但是谋与珞同时存在于不锈钢中时，含牒的不锈钢却具有许多可贵的性能。基于上面的情况可知，锌作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高珞钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。1-4.镒和氮可以代替銘银不锈钢中银銘鎳奥氏体钢的优点虽然

7、很多，但近几I•年来由于银基耐热合金与含银20%以下的热强钢的大量发展与应用，以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越來越人，而牒的矿藏量较少口又集中分布在少数地区，因此在世界范围内出现了镰在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）中，特别是银的资源比较缺乏的国家，广泛地开展了节银和以其他元素代银的科学研究与生产实践，在这方面研究和应用比较多的是以猛和氮來代替不锈钢与耐热钢中的Wo镒对于奥氏体的作用与银相似。但说得确切一些，镒的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体

8、的分解，使高温下形成的奥