各化學元素對奧氏體不銹鋼的影響

在奧氏體不銹鋼中,有碳、鉻、錳、硅、硫、磷、鉬、氮、鈦、鈮、鎳、銅、硼、鈰、鑭等元素組成.

每種元素對奧氏體不銹鋼的影響如下

1.碳的影響：

碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素,碳形成奧氏體的能力為鎳的30倍.鋼中隨著含碳量增加,奧氏體不銹鋼強度也隨之提高.此外,還能提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物（如42%MgCl2沸騰溶液）中的耐應力腐蝕性能.但是在奧氏體不銹鋼中,碳通常被視為有害元素,因為在焊接或加熱到450度到850度,碳可以和鋼中的鉻形成Cr23C6型碳化物.導致局部鉻貧化,使鋼的耐晶間腐蝕性能下降.20世紀60年代以來新發展的鉻鎳奧氏體不銹鋼,為含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不銹鋼.因此,在冷、熱加工及焊接與碳弧氣刨時應防止不銹鋼表面增碳,以免鉻的碳化物析出.

2.鉻的影響：

在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成并穩定鐵素體的元素,可以縮小奧氏體區.在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,當碳含量為0.1%,鉻含量為18%時,為獲得穩定單一奧氏體組織,所需鎳的含最最低為8%,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益的.鉻還能極有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點蝕及縫隙腐蝕性能.因此鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是耐蝕性.鉻可提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能,在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻可提高鋼耐一些還原性介質、如有機酸、堿介質的性能.

3.鎳的影響：

奧氏體不銹鋼中主要合金元素鎳,其主梌用是形成并穩定奧氏體,獲得完全奧氏體組織,使強有良好的強度、塑性和韌性并具有優良的冷、熱加工性、可焊性及低溫與無磁性,鎳還可以顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向.由于鎳能改善鉻的氧化膜成份、結構和性能,從而提高奧氏體不銹鋼耐氧化性介質的性能.但是降低了鋼的抗高溫硫化性能,這是由于鋼中晶界處形成低熔點硫化鎳所致.

4.鉬的影響：

鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質（比如H2So4、H2PO4以及一些有機酸和尿素環境）的耐蝕性,并提高鋼的耐點蝕及縫隙腐蝕等性能.含鉬不兒鋼的熱加工性比不含鉬的差,鉬含量越高,熱加工越壞.另外含鉬奧氏體不銹鋼中容易形成X（σ)沉淀,這會惡化鋼的塑性和韌性.鉬的耐點蝕和耐縫隙腐蝕能力相當于鉻的3倍左右.

5.氮的影響：

氮日益成為鉻鎳氮奧氏體不銹鋼的重要合金元素,氮能提高鋼的耐局部腐蝕（耐晶間腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕）性,氮形成奧氏體的能力與碳相當,約為鎳的30倍.作為間隙元素的氮,其固溶強化作用很強,因為它的加入可以顯著提搞奧氏體不銹鋼的強度.每加入0.1%氮可使鉻鎳奧氏體不銹鋼的室溫強度提高60～100MPa.在酸介質中,氮可提高奧氏體不銹鋼的耐一般腐蝕能力,適量的氮還可提高敏經態奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕能力.在氯化物環境中,氮提高奧氏體不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕性能十分顯著.

6.銅的影響：

銅能顯著降低鉻鎳奧氏體不銹鋼的冷作硬化傾向,提高冷國工成型性能.奧氏體不銹鋼中的銅含量為1%～4%時,銅對鋼的組織沒有影響,對鋼的冷成型性有良好的作用,因此含銅的奧氏體銹鋼多用于要求冷作的一些用途中,銅可以顯著降低熱加工性,特別是當奧氏休不銹鋼中含鎳量較低時更為明顯,因此當鋼中銅含量較高時,

鎳含量應相應提高.

7.硅的影響：

對于耐氯化物就力腐蝕,耐濃硝酸、硫酸的腐蝕,硅是鉻鎳奧氏體不銹鋼中不可缺少的重要合金元素.硅在奧氏體不銹鋼中可提高耐蝕性,另一個重要作用是顯著提高鋼在高溫濃硫酸（93%H2So4～98%H2So4）中的耐蝕性,其機理是在鋼的表面上形成了穩定的富硅氧化膜.

8.錳的影響：

在節鎳奧氏體不銹鋼中,錳是非常重要的合金元素,其主要作用是與氮、鎳等強烈形成奧氏體的元素復合而加入到鋼中,以節約奧氏體不銹鋼中的鎳.

9.鈦和鈮的影響：

鈦和鈮主要是作為穩定化元素加入,以防止敏化態晶間腐蝕發生.鈦和鈮的加入可提高奧氏體不銹鋼的強度,包括高溫強度.鈮不像鈦那樣容易氧化和氮化,因此含鈮奧氏體不銹鋼多用作焊接材料.

10.磷的影響：

標準中規定了磷的含量小于或等于0.035%～0.045%,磷在不銹鋼中,一般看成有害雜質,磷顯著降低鉻鎳奧氏體不銹鋼在固溶態和敏化態下耐各種濃度硝酸腐蝕性能.

11.硫的影響：

硫在奧氏體不銹鋼中主要被視為有害雜質,其含量限制在小于0.03%～0.035%以下.但是由于硫的加入可提高鋼的切削性能,故在易切削不銹鋼中,硫被看成是合金元素.硫的有害作用主要是降低奧氏體不銹鋼的熱塑性,影響熱加工性,降低耐蝕性.

12.硼的影響：

硼在奧氏體不銹鋼中是不常用元素,其作用利大于弊,18Cr-8Ni不銹鋼中加入硼含量達到0.006%,便有明顯效果,微量硼加入可提高奧氏體不銹鋼的熱塑性,改善熱加工性.

13.稀土元素的影響