1.  鉻、硅、鋁


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不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


  鎳為形成(cheng)奧(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)元素。它能使(shi)合(he)(he)金表面鈍(dun)化，擴大鋼在酸(suan)中的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化范圍(wei)，但不能改善其(qi)對稀硝酸(suan)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性。它能提高不銹鋼抗硫(liu)酸(suan)、鹽酸(suan)等(deng)腐(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)(de)性能，是耐(nai)(nai)蝕(shi)鋼的(de)(de)(de)(de)主要(yao)合(he)(he)金元素。如果單獨(du)使(shi)用鎳作為不銹鋼合(he)(he)金元素，其(qi)質量(liang)分(fen)(fen)數要(yao)高達24％才(cai)能得(de)到全(quan)奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)，但這(zhe)極(ji)不經濟。而在低碳(tan)鉻不銹鋼［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上，只需加入質量(liang)分(fen)(fen)數為9％的(de)(de)(de)(de)鎳，即可獲得(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性好(hao)、綜合(he)(he)力學(xue)性能也好(hao)的(de)(de)(de)(de)室溫(wen)下穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)，既(ji)能滿足鋼的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性要(yao)求，又能提高鋼的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)強(qiang)度(du)和(he)抗氧化性能，使(shi)其(qi)成(cheng)為一(yi)種具有良好(hao)綜合(he)(he)性能的(de)(de)(de)(de)鋼種。


3. 鉬和銅


  鉬是形成鐵素(su)(su)(su)體(ti)的(de)(de)元(yuan)素(su)(su)(su)。在(zai)鉻(ge)不銹鋼中(zhong)加入(ru)鉬，可(ke)以(yi)提高(gao)(gao)鋼在(zai)非氧化性介質中(zhong)的(de)(de)穩定性。它的(de)(de)獨特之處(chu)是能(neng)抵抗氯離(li)子(zi)（Cl-）產生的(de)(de)點腐蝕；同時也能(neng)提高(gao)(gao)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)型(xing)鋼的(de)(de)熱強(qiang)性，改善(shan)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)鋼短時塑性和持久塑性，對(dui)焊接有(you)利。但(dan)是鉬的(de)(de)加入(ru)將會(hui)縮(suo)小鋼中(zhong)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)相區，使奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)型(xing)不銹鋼中(zhong)出現(xian)鐵素(su)(su)(su)體(ti)相。為此，在(zai)含(han)鉬的(de)(de)單相奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼中(zhong)，相應的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)形成元(yuan)素(su)(su)(su)，如鎳、錳、氮等的(de)(de)含(han)量略(lve)有(you)增加，目的(de)(de)是維持其全奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組織。對于雙相不(bu)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


  錳和(he)氮(dan)對(dui)提高(gao)不(bu)銹鋼(gang)的耐(nai)蝕(shi)性沒有(you)(you)直(zhi)接影響，但(dan)它們都(dou)是(shi)促(cu)進(jin)和(he)穩定奧(ao)氏體的有(you)(you)效元素，其中(zhong)氮(dan)比錳的作用更為(wei)明顯。當(dang)錳含(han)量過高(gao)時(shi)，對(dui)鉻(ge)含(han)量較低的不(bu)銹鋼(gang)的耐(nai)蝕(shi)性不(bu)利，還會使鑄鋼(gang)件(jian)產(chan)生氣孔，同(tong)時(shi)增加(jia)硬度，給鋼(gang)的冷(leng)加(jia)工帶來困(kun)難。氮(dan)與碳(tan)共同(tong)作用能提高(gao)奧(ao)氏體型鋼(gang)的熱強性，氮(dan)的強化作用在于時(shi)效過程中(zhong)形成氮(dan)化合物和(he)碳(tan)氮(dan)化合物。列人我(wo)國(guo)國(guo)家標準含(han)有(you)(you)氮(dan)的牌號鋼(gang)板有(you)(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦和鈮


  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。



  上述(shu)合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素對鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)不(bu)是簡單的(de)(de)(de)(de)疊加，也不(bu)是相(xiang)互(hu)抵(di)消的(de)(de)(de)(de)。它(ta)們相(xiang)互(hu)之間有(you)(you)時會發生(sheng)新(xin)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理化學(xue)作(zuo)用(yong)(yong)，往(wang)往(wang)會引起強化力(li)學(xue)性能的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。各種(zhong)合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素對不(bu)銹鋼(gang)組織結(jie)構和性能的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)見表1-14，亦可見圖1-1、圖1-2。從(cong)表中(zhong)(zhong)可以看(kan)出，合(he)(he)金元(yuan)(yuan)素對不(bu)銹鋼(gang)組織的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)基(ji)本上分三(san)大類：第一(yi)類是形成鐵素體的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素，有(you)(you)鉻、硅、鋁、鉬、鈦(tai)、鈮等；第二(er)類是形成奧氏體的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素，有(you)(you)碳(tan)、氮、鎳、錳、銅等，其中(zhong)(zhong)碳(tan)和氮的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)程度(du)最(zui)大；第三(san)類是形成碳(tan)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素，有(you)(you)鈮、鈦(tai)、碳(tan)、鉻、鎢(wu)、錳、鉬等。加入銅、鋁、鈦(tai)、鈮、氮等元(yuan)(yuan)素能促使(shi)鋼(gang)產(chan)生(sheng)彌散硬化，從(cong)而提(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)熱強性。