1、鎳Ni：鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加鎳的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)稱為鐵氧體，呈體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)，加入鎳，促使晶體結(jié)構(gòu)從體心立方(BCC) 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎?FCC)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)被稱為奧氏體。然而，鎳并不是*具有此種性質(zhì)的元素。常見(jiàn)的奧氏體形成元素有：鎳、碳、氮、錳、銅。這些元素在形成奧氏體方面的相對(duì)重要性對(duì)于預(yù)測(cè)不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)具有重要意義。目前，人們已經(jīng)研究出很多公式來(lái)表述奧氏體形成元素的相對(duì)重要性，zui的是下面的公式：
奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
從這個(gè)等式可以看出：碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因?yàn)樵诤附雍笏鼤?huì)造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問(wèn)題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但是它是氣體，想要不造成多孔性的問(wèn)題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會(huì)造成煉鋼過(guò)程中耐火生命減少和焊接的問(wèn)題。
從鎳等式中可以看出，添加錳對(duì)于形成奧氏體并不非常有效，但是添加錳可以使更多的氮溶解到不銹鋼中，而氮正是一種非常強(qiáng)的奧氏體形成元素。在200系列的不銹鋼中，正是用足夠的錳和氮來(lái)代替鎳形成100%的奧氏體結(jié)構(gòu)，鎳的含量越低，所需要加入的錳和氮數(shù)量就越高。例如在201型不銹鋼中，只含有4.5%的鎳，同時(shí)含有0.25%的氮。由鎳等式可知這些氮在形成奧氏體的能力上相當(dāng)于7.5%的鎳，所以同樣可以形成100%奧氏體結(jié)構(gòu)。這也是200系列不銹鋼的形成原理。在有些不符合標(biāo)準(zhǔn)的200系列不銹鋼中，由于不能加入足夠數(shù)量的錳和氮，為了形成100%的奧氏體結(jié)構(gòu)，人為的減少了鉻的加入量，這必然導(dǎo)致了不銹鋼抗腐蝕能力的下降。
在不銹鋼中，有兩種相反的力量同時(shí)作用：鐵素體形成元素不斷形成鐵素體，奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。zui終的晶體結(jié)構(gòu)取決于兩類添加元素的相對(duì)數(shù)量。鉻是一種鐵素體形成元素，所以鉻在不銹鋼晶體結(jié)構(gòu)的形成上和奧氏體形成元素之間是一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因?yàn)殍F和鉻都是鐵素體形成元素，所以400系列不銹鋼是*鐵素體不銹鋼，具有磁性。在把奧氏體形成元素-鎳加入到鐵-鉻不銹鋼的過(guò)程中，隨著鎳成分增加，形成的奧氏體也會(huì)逐漸增加，直至所有的鐵素體結(jié)構(gòu)都被轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體結(jié)構(gòu)，這樣就形成了300系列不銹鋼。如果僅添加一半數(shù)量的鎳，就會(huì)形成50%的鐵素體和50%的奧氏體，這種結(jié)構(gòu)被稱為雙相不銹鋼。
400系列不銹鋼是一種鐵、碳合鉻的合金。這種不銹鋼具有馬氏體結(jié)構(gòu)和鐵元素，因此具有正常的磁特性。400系列不銹鋼具有很強(qiáng)的抗高溫氧化能力，而且與碳鋼相比，其物理特性和機(jī)械特性都有進(jìn)一步的改善。大多數(shù)400系列不銹鋼都可以進(jìn)行熱處理。
300系列不銹鋼是一種含有鐵、碳、鎳和鉻的合金材料，一種無(wú)磁性不銹鋼材料，比400系列不銹鋼具有更好的可鍛特性。由于300系列不銹鋼的奧氏體結(jié)構(gòu)，因此它在許多環(huán)境中具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能，具有很好的抗金屬超應(yīng)力引起的腐蝕所造成的斷裂的性能，而且其材料特性不受熱處理的影響。是主要奧氏體形成元素，能減緩鋼的腐蝕現(xiàn)象及在加熱時(shí)晶粒的長(zhǎng)大鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加鎳的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)稱為鐵氧體，呈體心立方(BCC)結(jié)構(gòu)，加入鎳，促使晶體結(jié)構(gòu)從體心立方(BCC) 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎?FCC)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)被稱為奧氏體。然而，鎳并不是*具有此種性質(zhì)的元素。常見(jiàn)的奧氏體形成元素有：鎳、碳、氮、錳、銅。這些元素在形成奧氏體方面的相對(duì)重要性對(duì)于預(yù)測(cè)不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)具有重要意義。目前，人們已經(jīng)研究出很多公式來(lái)表述奧氏體
形成元素的相對(duì)重要性，zui的是下面的公式：
奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
從這個(gè)等式可以看出：碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因?yàn)樵诤附雍笏鼤?huì)造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問(wèn)題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但是它是氣體，想要不造成多孔性的問(wèn)題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會(huì)造成煉鋼過(guò)程中耐火生命減少和焊接的問(wèn)題。
2、碳C：含碳量增加可提高強(qiáng)度。碳可以與不銹鋼中的其它元素形成化合物Cr23C6、NbC、TiC、TaC等碳化物。對(duì)耐腐蝕性而言，當(dāng)固溶奧氏體中的碳與鉻形成Cr23C6析出時(shí)，使鋼對(duì)晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕的敏感性急劇上升，因此對(duì)耐腐蝕要求高的設(shè)備，要采用含碳量低的（在0.03%以下）的不銹鋼。是強(qiáng)奧氏體形成元素，可顯著提高鋼的強(qiáng)度，另外碳對(duì)耐腐蝕性也有不利的影響
3、錳Mn：可改善耐高溫強(qiáng)度，錳一般在不銹鋼中，使腐蝕性和耐氧化性下降。
4、鉻Cr:鉻是不銹鋼的基本成分，不銹鋼保持鈍態(tài)要求含鉻量大于12%。增加含鉻量，對(duì)提高鋼對(duì)氧化性酸的耐腐蝕性極為有效，同時(shí)也使耐點(diǎn)腐蝕性提高。是主要鐵素體形成元素，鉻與氧結(jié)合能生成耐腐蝕的Cr2O3鈍化膜，是不銹鋼保持耐蝕性的基本元素之一，鉻含量增加可提高鋼的鈍化膜修復(fù)能力，一般不銹鋼中的鉻含量必須在12%以上；
5、鎳Ni：鎳是奧氏體不銹鋼的基本元素之一。隨著含鎳量的提高，奧氏體鋼的硬度，抗拉強(qiáng)度下降，韌性提高，耐應(yīng)力腐蝕性能提高。含鎳量低的奧氏體不銹鋼是不穩(wěn)定的。進(jìn)行冷加工后，奧氏體顯著硬化，韌性下降。鎳對(duì)非氧化性酸及中性氯化物溶液有顯著的耐腐蝕性。但對(duì)高溫含硫氣體是不耐腐蝕的。
6、鉬Mo:鉬能使不銹鋼的基體強(qiáng)化，并提高鋼的高溫強(qiáng)度和蠕變性能。鉬的加入使不銹鋼的鈍化膜穩(wěn)定，能提高耐腐蝕性。特別在氯化物溶液中，鉬能改善耐點(diǎn)腐蝕的性能，并有效抑制縫隙腐蝕。是碳化物形成元素，所形成的碳化物極為穩(wěn)定，能阻止奧氏體加熱時(shí)的晶粒長(zhǎng)大，減小鋼的過(guò)熱敏感性，另外鉬元素能使鈍化膜更致密牢固，從而有效提高不銹鋼的耐Cl-腐蝕性；含Mo不銹鋼一般不用于耐硝酸腐蝕。不含Mo的不銹鋼，是不能用于耐硫酸腐蝕，而含Mo2-3%的316系列，是耐硫酸腐蝕的zui低牌號(hào)，含Mo雙相鋼也相當(dāng)或優(yōu)于316系列；隨硫酸濃度的提高，需要選用高Cr、Ni、含Cu、Si的奧氏體不銹鋼。
7、鈦Ti、鈮Nb:可防止晶間腐蝕，提高不銹鋼的高溫強(qiáng)度。鈦的析出物使得鋼的耐點(diǎn)腐蝕性能顯著降低。是強(qiáng)碳化物形成元素，能提高鋼的耐晶間腐蝕能力。但碳化鈦對(duì)不銹鋼的表面質(zhì)量有不利影響，因此在表面要求較高的不銹鋼中一般通過(guò)添加鈮來(lái)改善性能。
8、銅Cu:在耐腐蝕方面，增加對(duì)非氧化性酸的耐腐蝕性。減少對(duì)點(diǎn)腐蝕的敏感性。塑性好，冷加工性能優(yōu)良。
9、氮N：添加了氮以改善蠕變性能并使這種鋼成為*的奧氏體。氮在Cr-Ni奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼中是一種無(wú)價(jià)且非常有益的合金元素。對(duì)氮的強(qiáng)化作用，降低鋼的晶間腐蝕敏感性，改善鋼的耐蝕性，特別是改善鋼的耐點(diǎn)蝕等方面的機(jī)理，正在進(jìn)行深入的研究工作
10、鐵Fe：是不銹鋼的基本金屬元素；
11、磷、硫（P、S）：是不銹鋼中的有害元素，對(duì)不銹鋼的耐腐蝕性和沖壓性都會(huì)產(chǎn)生不利影響。
12、硅Si：隨硫酸濃度的提高，需要選用高Cr、Ni、含Cu、Si的奧氏體不銹鋼。
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