不鏽鋼材料中的各種元素及（jí）其作用：

1．鉻——是構成不鏽鋼的基本元素。 鉻是決定不鏽鋼耐腐蝕性能的最基本元素。在（zài）氧化性介質（zhì）中（zhōng），鉻能使（shǐ）鋼的表麵很快形成 一層實際為腐蝕介質（zhì）不（bú）能透過和（hé）不溶解的富鉻的氧化膜， 這層氧化膜很致密， 並與金屬基本 結合得（dé）很牢（láo）固，保護鋼免（miǎn）受外界介（jiè）質進一步氧化浸蝕；鉻還能有效地提高鋼的電極電位。當 含鉻量不低於 12.5%原子時,可使（shǐ）鋼的電（diàn）極電位發生突變,由負電位升到正的電極電位。因而（ér） 可顯著提（tí）高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高，鋼的耐蝕性能越好。當含鉻量（liàng）達到 25%、37.5% 原子時，會發生第二次第三次的（de）突變，使鋼具有更高的耐腐蝕性能。

2．鎳——單獨不能構成不（bú）鏽鋼 鎳對不鏽（xiù）鋼耐腐蝕（shí）的影響，隻有它與鉻配合時才能充分顯示出來（lái）。因為，低炭（tàn）鎳鋼要獲 得純奧氏體組織，含鎳量需達 24%；要（yào）使（shǐ）鋼在某（mǒu）些介質（zhì）中的耐腐蝕性能（néng）顯（xiǎn）著改（gǎi）變，含鎳量 需在 27%以上。所（suǒ）以（yǐ），鎳不能單（dān）獨構成不鏽（xiù）鋼。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳，就能 使鋼在常溫下獲得單一奧氏體組織，並（bìng）可以（yǐ）提高鋼（gāng）對非氧化性介質（如：稀、、磷酸等）的 耐蝕性，並能改善鋼的焊接和冷彎等的工藝性能。
3．錳和氮——可代替鉻鎳不（bú）鏽鋼中的鎳 錳和氮（dàn）在不（bú）鏽鋼中有鎳相仿的作（zuò）用。錳（měng）的（de）穩定奧氏體作用為鎳的二（èr）分之一，而氮的作 用比鎳大很多，約為鎳的 40 倍（bèi）左右。因而錳和氮可代鎳獲得單一的奧氏體組織。但錳的加 入會使含鉻低的不鏽鋼耐（nài）蝕性降低（dī）。同時（shí），高錳奧氏體鋼不易加工。因此，在不鏽鋼中不單 獨使用錳，隻用部分代替鎳。

4．碳——在（zài）不鏽鋼中（zhōng）具有兩重性 碳在不鏽鋼中的含量（liàng）及其分布的形式，在很大程度上左右著不鏽鋼的性能和組織：一方 麵（miàn）碳（tàn）是穩定奧氏（shì）體元素，並作用的程度很大，約為鎳的 30 倍，含碳量高的（馬氏體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火（huǒ）強化（huà），從而在機械性能方麵可大大提（tí）高它的強度；另一方麵由於碳和 鉻的親和力（lì）很大， 在不鏽鋼中要占（zhàn）用十七倍碳量的鉻與它結合成碳化鉻。 隨著鋼中含碳量的 增加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以，從強度與（yǔ）耐腐蝕性能 兩方麵來看（kàn），碳在不鏽（xiù）鋼中的作用是互相矛盾的（de）。在實際（jì）應用中，為了達到耐腐（fǔ）蝕的目的， 不鏽鋼的含碳量一般較低，在大多在 0.1%左右，為了進一步提高鋼的耐腐蝕能力，特別是 抗晶間腐（fǔ）蝕的能（néng）力，常采用（yòng）超低碳的不鏽鋼，含碳量在 0.03%甚至更低；但用於製造滾動 軸承、彈簧、工（gōng）具等不鏽鋼，由於要求有高的硬度和耐磨性，因而含碳量較高，一般均在 0. 85~1.00%之間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能提高某些不鏽鋼對某些介質（zhì）的耐腐蝕性能 鉬和銅能提（tí）高（gāo）不鏽鋼對、醋酸等腐蝕（shí）介質的耐蝕能力（lì）。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質（如）以及有機酸中的耐蝕能力。但含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應用，含鉬的不（bú）鏽鋼在沸（fèi） 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加入鉻錳氮不鏽鋼中，會加（jiā）速（sù）不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼獲得單一奧氏體組織有不利影響，因此在含（hán）鉬鋼中，為了使鋼在熱處（chù）理後具有單（dān） 一的奧（ào）氏體組織。鎳在錳等元素的含量要相應的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的抗氧化能力 矽對提高鉻鋼抗氧化能力的作（zuò）用很顯著，含 5%鉻及（jí） 1%矽的鋼，抗氧化（huà）的能力可與（yǔ） 12% 鉻鋼相等。如使鋼在 1000℃能（néng）抵抗氧化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加（jiā）入 2.5～3%的 矽以後，隻需要 12%的鉻就可以了。有資料還介紹，向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 2.5%的矽， 抗氧化性能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳合金。 向高鉻鋼中加鋁也（yě）能使抗氧化性能顯著提高，它的作用與加矽的功能相仿。 向高鉻鋼中加矽和鋁（lǚ）的目的（de）： 一是為了（le）進一步提高鋼的抗氧化性能， 二是為了節約用鉻。 矽和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的（de）作用雖然很大，但也有很（hěn）多缺點（diǎn）。最主要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性傾向增大。

7．鎢和釩（fán）加入（rù）鋼中，其主要作用是提高鋼的熱強性。

8．硼（péng） 高鉻鐵素體不鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加 0.005%的硼，可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐（nài） 腐蝕性能提高；奧氏體不鏽鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使鋼的熱態塑性改 善；硼對提高鋼的熱強性有良好的作（zuò）用，可使不（bú）鏽鋼的熱強性顯著提高；含硼的鉻鎳奧氏體 不鏽鋼在原子能工業（yè）中有著特殊的用途。 但（dàn）不鏽鋼中含硼（péng）會使（shǐ）鋼的塑性和衝擊韌性降低。

9.除以上元素外（wài），有些不鏽鋼中還分別加入稀有（yǒu）金屬元素和稀土元素（sù）以改善鋼 的性能。 以上談到了（le）構成（chéng）不鏽鋼的基本元素——鉻，和影響不鏽鋼組織、性能的重要元素——碳（tàn）， 以及改善不鏽鋼性能和組織的添加元（yuán）素——鎳、錳、氮、鈦、铌、鉬、銅（tóng）、矽、鋁、鎢、釩、 硼等十多個元素。 在工業上實際應用（yòng）的不鏽鋼， 很多鋼中（zhōng）同時存在著幾種至十幾種合金元素（sù）， 當幾種元素共存於不鏽鋼這一統一體中時，決定不鏽鋼組織的是各種（zhǒng）元（yuán）素影響的總和。 各種元素對不鏽鋼組織的影響，根據其（qí）共同性，概括（kuò）起來，基本上分屬於兩大類：一類 是形成或穩定奧氏體的元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳和氮的作用程度最大；另一 類（lèi）是形成鐵素體的元素，它們是鉻、鎢（wū）、鉬、铌（ní）、矽、鈦、釩（fán）、鋁等，這一類元素形成（chéng）鐵素 體的作用，如以鉻為 1 來加以（yǐ）比較，其他元素的作（zuò）用都比鉻大。 這兩類元素共存於不鏽鋼中時，不鏽鋼的組織就取決於他們互相影響的結果。如果穩定 奧氏體的元素的作用居於主要方麵的（de）話， 不（bú）鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很少以至沒有鐵素 體； 如果他們的作用程度還不能使鋼的（de）奧氏體保持至室溫的話， 這（zhè）種不穩定的奧氏體（tǐ）在冷卻 時即發生馬氏體轉變， 鋼的組織則為馬氏體； 如果形成鐵素體的（de）元素的作用成為主要方麵的 話，鋼的組織則以鐵素體為（wéi）主。 不鏽鋼的性能除工藝因素外，主要取決於其內部組織的構成，而構成不鏽鋼組織的是各 種合金元素在鋼中的總和（hé）。因此說（shuō），不鏽鋼的性能，歸根到底主要是由合金元素決定的。 隻含有鉻元素的不鏽鋼，人們通常稱（chēng）它為（wéi）“不鏽鐵”，工（gōng）業上稱它為“鉻不鏽鋼”。這類鋼都 具有磁性，他們的金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素（sù）體、馬氏體為主（zhǔ）體的複相組織。這類鋼（gāng） 具有抵抗大氣及（jí）弱腐蝕介質的（de）能力，或有更高（gāo）的耐腐蝕性能與抗氧（yǎng）化性（xìng）能，或可淬火使用。 但他們的機械性能或工藝性能較差， 幾（jǐ）乎沒有焊接性能等等的不足之處。 這（zhè）類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要求。 在鉻（gè）級不鏽鋼的基體中，加入適量的鎳元素（sù）。如（rú）在含鉻 18%的低（dī）炭（0.12%以下的炭（tàn）） 的鐵素體鋼中加入 8%的鎳後，在常溫下可獲得最理想的純奧氏體組織，這種鋼（gāng）就是人們通 常所（suǒ）稱的無磁性的不鏽鋼。這類鉻鎳（niè）不鏽鋼與相同含鉻量的鐵素體或馬氏體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具有更高的耐腐蝕（shí）性能， 更重要提他們具（jù）有良好（hǎo）的（de）冷變形使之硬化（huà）的性能和焊接性 能，在常溫或低溫下均具有很高的塑性和衝（chōng）擊韌性，不具磁性等等（děng）的優良性（xìng）能。這類不鏽鋼 的缺（quē）點是機械性能比（bǐ）較低， 對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感， 但通過適量的合金添加劑或工（gōng） 藝措施，就能（néng）改善或消除。 在鉻級不鏽鋼的基本中，添加以錳為（wéi）主要合金元素的不鏽鋼。就是人們通常所講的“鉻錳（měng） 氮”不鏽鋼。這類不鏽（xiù）鋼除強度比鉻鎳（niè）鋼為高外，其他如耐腐蝕性（xìng）和工藝性（xìng）能等都不如鉻（gè）鎳 奧氏體不鏽（xiù）鋼好。生產這類不鏽鋼除個別情況下，主要是為了節約昂貴的鎳元素，所以這（zhè）類 鋼又（yòu）叫節鎳不鏽鋼。