奧氏體不銹鋼重要合金元素所具有的作用

成分對鋼的合金成分、機械設(shè)備性能、物理學性能和耐腐蝕性能的影響很大。無論是有意使用的，或是煉鐵時不經(jīng)意帶到的合金成分，都對這種性能造成影響。鉻、鉬、鎳等合金成分在晶體結(jié)構(gòu)中坐落于更換部位。即：他們更換馬氏體晶格常數(shù)夾角和正方體六面核心的鐵。碳和氮因為體型小，坐落于晶格常數(shù)分子之間的空隙(空隙部位)。它在晶格常數(shù)中產(chǎn)生巨大的應(yīng)變力，因而，變成高效的硬底化原素。合金成分對鋼的性能產(chǎn)生不同的危害，有時候是有幫助的，有時候是有害的。挑選某一鋼的成分或鋼材牌號經(jīng)常要室內(nèi)設(shè)計師或材料工程師放棄一部分某類性能來獲得另一種性能的最大化。

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鉻(Cr)

鉻是一種能使不銹鋼“不生銹”的合金成分。最少要加上10.5%的鉻，才能夠產(chǎn)生不銹鋼所具有的表層鍍層。該鍍層能使不銹鋼高效地抵擋腐蝕水體、多種多樣酸溶液及其氧化能力持續(xù)高溫汽體的侵蝕。當鉻含量超出10.5%的域值時，應(yīng)對各種環(huán)境中的耐蝕性都會有所提高。因而，許多型號的鉻含量遠遠超過這一值。例如，304不銹鋼的鉻含量為18%，高性能奧氏體不銹鋼的鉻含量達到20%-28%。

鎳(Ni)

鎳的主要作用是產(chǎn)生并平穩(wěn)馬氏體相。要是沒有8%Ni，304就不會成為奧氏體不銹鋼，都不具有馬氏體應(yīng)該有的機械設(shè)備性能。這樣的話，它是強度延展性不在同一級別金相組織不銹鋼。當更多鉻或其它金相組織產(chǎn)生原素導入到鋼里時，需要增加鎳維持奧氏體構(gòu)造。高性能奧氏體不銹鋼帶有高鉻跟高鉬，鎳含量需要達到20%上下才能保證馬氏體構(gòu)造。鎳能改善對于某些氧化性酸耐蝕性，鎳含量超過約20%時，提升了耐晶間腐蝕破裂性能。鎳還能夠減少加工硬化過程的冷作硬化率，因而，用以低合金板、沖壓和冷擠壓的合金材料的鎳含量廣泛比較高。

鉬(Mo)

鉬能提高鋼在氟化物環(huán)境下的抗縫隙腐蝕和韌性斷裂性能。在鉬與鉻，尤其是氮的聯(lián)合作用下，鋼在這種環(huán)境下的性能有所改善。這類協(xié)同效應(yīng)使高性能奧氏體不銹鋼具有極強的耐縫隙腐蝕和韌性斷裂性能。鉬還可以提升鋼在硫酸和稀鹽酸等氧化性環(huán)境下的耐蝕性。奧氏體不銹鋼最低鉬含量為2%上下，例如316不銹鋼。鋁合金含量最大高性能奧氏體不銹鋼的鉬含量達到7.5%。鉬有利于金相組織相產(chǎn)生，會讓相態(tài)造成影響。它參加幾類有危害二次相產(chǎn)生，并且就會形成不穩(wěn)定持續(xù)高溫金屬氧化物，對耐熱空氣氧化性能產(chǎn)生不利影響。使用含鉬不銹鋼時一定要考慮到種種因素。

碳(C)

碳對馬氏體相具有穩(wěn)定性和增強作用，因此，針對蒸汽管道等高溫下所使用的不銹鋼，碳是有效的合金成分。此外，碳沒有別的的有效作用，并且在一些狀況(如上所述)下，會讓耐腐蝕性能產(chǎn)生不利影響。大部分奧氏體不銹鋼的碳含量一般都限制在具體可實現(xiàn)的最低標準。用以焊接規(guī)范低碳環(huán)保型號(304L、201L和316L)的碳含量控制在0.030%。一些高合金高性能型號的碳含量乃至控制在0.020%。

氮(N)

氮對奧氏體相發(fā)揮平穩(wěn)和提升的功效，并可以緩解二次相產(chǎn)生。規(guī)范型號跟高性能奧氏體不銹鋼都帶有氮。在低碳環(huán)保規(guī)范型號(L鋼)中，加上少量氮(最大0.1%)能夠賠償因為碳含量低而造成的抗壓強度損害。不論是規(guī)范型號或是高性能奧氏體不銹鋼，氮能夠提供抗壓強度，緩解滲碳體敏化和二次相產(chǎn)生。氮還進一步提高了耐氟化物縫隙腐蝕和耐韌性斷裂性能，因此，有一些耐蝕性比較好的高性能奧氏體不銹鋼的氮含量達到0.5%。

錳(Mn)

煉鋼廠用錳開展鋼液脫氨，因此，每一個不銹鋼里都殘留少量錳。錳還可以平穩(wěn)馬氏體相，提升氮在不銹鋼里的溶解性。因而，用錳取代200系不銹鋼中的一些鎳，提升氮含量，提升強度耐腐蝕性能。有一些高性能奧氏體不銹鋼中加入錳其實是為了做到相同的實際效果。

銅(Cu)

銅可以提高不銹鋼在氧化性酸里的耐腐蝕性能，比如一些鹽酸和硫酸銨的混合溶液。銅作為一種合金成分加上在一些專門用來這種自然環(huán)境高性能奧氏體不銹鋼中。

硅(Si)

總體來說，硅是奧氏體不銹鋼的有益元素，因為他能提高鋼在濃酸自然環(huán)境和高度空氣氧化環(huán)境下的耐腐蝕性能。有報道稱，UNS S30600等高硅特殊不銹鋼具有非常好的耐縫隙腐蝕性能。硅和錳一樣，可用于鋼液脫氨，因而，鋼中都會殘余少許帶有硅、錳和其它脫氨元素金屬氧化物殘渣。假如夾雜物總數(shù)過多，會對產(chǎn)品表層質(zhì)量和拋光性產(chǎn)生不利影響。

鈮(Nb)

鈦(Ti)

這幾種原素是非常有效的滲碳體產(chǎn)生原素，具備減少碳含量，緩解敏化的功效。碳化鈮和碳化鈦能提高持續(xù)高溫抗壓強度。帶有Nb和Ti的347和321主要用于加熱爐和精煉設(shè)備，達到持續(xù)高溫強度電焊焊接性的要求。他們還適用于一些脫氨加工工藝，因而，有時也會殘余在大性能奧氏體不銹鋼中。

硫(S)

磷(P)

硫?qū)Σ讳P鋼性能產(chǎn)生的影響利與弊各半。最主要的有利的作用是提升機械設(shè)備工藝性能;關(guān)鍵傷害是控制熱處理性，提升硫化錳雜質(zhì)總數(shù)，造成不銹鋼耐縫隙腐蝕性能減少。高性能奧氏體不銹鋼本來就很難開展熱處理，因而，硫含量盡量保持在最低標準，約0.001%。一般來說，硫不容易做為合金成分加上到高性能奧氏體不銹鋼中。

可是，規(guī)范型號不銹鋼的硫含量廣泛比較高(0.005%~0.017%)，目的是為了提升自電弧焊接的焊縫熔深，改進機械設(shè)備工藝性能。磷是一種有害元素，會讓煅造和熱扎的熱處理性產(chǎn)生不利影響。焊后制冷環(huán)節(jié)中，它還會增加熱裂的產(chǎn)生概率。因而，磷含量總被保持在可以實現(xiàn)的最低標準。