不鏽鋼的基體組織是獲得所需力學性能和工藝性能的保證，而更重要的是具有良好的耐蝕性的保證。單相鐵素體鋼、單相奧氏體鋼是不鏽鋼中耐蝕性較好的兩類鋼。合金元素對基體組織的影響首先取決于合金元素是鐵素體(α)穩定劑還是奧氏體(γ)穩定劑。α穩定劑的元素占優勢可獲得單相α不鏽鋼;反之則獲得單相γ不鏽鋼。

　　1、鉻

　　鉻是決定不鏽鋼耐蝕性的主要元素，當鉻含量(原子比)達到1/8、2/8….時，鐵的電極電位就跳躍式地增加，耐蝕性也随之提高。鉻元素是α穩定化元素。鉻的氧化物比較緻密，可形成耐蝕的保護膜。

　　2、碳和氮

　　碳能強烈地穩定奧氏體，穩定奧氏體的能力約為Ni的30倍;同時，又是不鏽鋼強化的主要元素;碳與鉻能形成一系列碳化物，使不鏽鋼的耐蝕性受到嚴重影響;同時碳會使不鏽鋼的加工性能和焊接性能變壞，使鐵素體不鏽鋼變脆，因此在不鏽鋼的生産中和開發中，碳的應用和控制是一項重要的工作。

　　碳和鉻的配合對形成不鏽鋼組織的影響如下圖所示。圖中表明，在含碳量較低，含鉻量較高時，會獲得鐵素體組織;當含碳量較高，含鉻量較低時，會得到馬氏體組織。在鉻不鏽鋼中，當含鉻量在17%以下時，随着含碳量的增加，可以獲得基體為馬氏體的不鏽鋼。當含碳量較低，含鉻量在13%時，就可以獲得鐵素體不鏽鋼。當含鉻量從13%增加到27%時，由于鉻含量增加，穩定鐵素體的能力增加，鋼中碳含量相應的增加(從0.05%到0.2%)，仍能保持鐵素體基體。

　　圖 碳和鉻的配合對不鏽鋼組織的影響

　　3、鎳

　　鎳是不鏽鋼中3個重要元素之一，鎳能夠提高不鏽鋼的耐蝕性;鎳還是γ相穩定化元素，是不鏽鋼中獲得單相奧氏體和促進奧氏體形成的主要元素。鎳能有效地降低Ms點，使奧氏體能保持到很低的溫度(-50℃以下)不發生馬氏體轉變。

　　鎳含量的增加會降低C、N在奧氏體鋼中的溶解度，從而使碳氮化合物脫溶析出的傾向增加。随着鎳含量的提高，産生晶間腐蝕的臨界含碳量降低，即鋼的晶間腐蝕敏感性增加。鎳對奧氏體不鏽鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕的影響并不顯著。此外，鎳還可以提高奧氏體不鏽鋼的高溫抗氧化性能，這主要與鎳改善鉻的氧化膜的成分、結構和性能有關，但鎳的存在會降低鋼的抗高溫硫化性能。

　　4、錳

　　錳是比較弱的奧氏體形成元素，但具有強烈穩定奧氏體組織的作用。錳在奧氏體不鏽鋼中部分替代Ni，2%Mn相當1%Ni。錳也能提高鉻不鏽鋼在有機酸如醋酸、甲酸和乙醇酸中的耐蝕性，而且比鎳更有效。當鋼中Cr含量大于14%時，僅靠加入Mn無法獲得單一的奧氏體組織。由于不鏽鋼中Cr含量大于17%時才有比較好的耐蝕性，因此工業上已應用的Mn代Ni的奧氏體不鏽鋼主要是Fe-Cr-Mn-Ni-N型鋼，如12Cr18Mn9Ni5N等，而無鎳的Fe-Cr-Mn-N奧氏體不鏽鋼的用量較少。

　　5、氮

　　氮元素在早期主要用于Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N奧氏體不鏽鋼中，以節約Ni元素。近年來氮已經成為Cr-Ni奧氏體不鏽鋼的重要合金元素。

　　在奧氏體不鏽鋼中加入氮，可以穩定奧氏體組織，提高強度、耐腐蝕性能，特别是局部耐腐蝕性能，如耐晶間腐蝕、點腐蝕和縫隙腐蝕等。在普通低碳、超低碳奧氏體不鏽鋼中，可以改善抗晶間腐蝕性能，其原因是氮影響敏化處理時碳化鉻的析出過程，提高了晶界的鉻濃度。在高純奧氏體不鏽鋼中，沒有碳化鉻的沉澱析出。此時氮的作用有：一是氮增加鈍化膜的穩定性，降低平均腐蝕率;二是含氮高的鋼中雖有氮化鉻析出，但氮化鉻的沉澱速度很慢，敏化處理不會造成晶間貧鉻，對晶間腐蝕影響很小。氮對磷在晶界偏聚有抑制作用，可以提高鋼的耐晶間腐蝕作用。

　　目前應用的含氮奧氏體不鏽鋼主要以耐腐蝕為主，同時具有較高的強度;可以分為控氮型、中氮型和高氮型3種類型。控氮型是在超低碳(C≤0.02%~0.03%)Cr-Ni奧氏體不鏽鋼中加入0.05%~0.10%N，用以提高鋼的強度，同時優化鋼的耐晶間腐蝕和耐應力腐蝕性能;中氮型含有0.10%~0.50%N，在正常大氣壓條件下冶煉和澆注;高氮型氮含量在0.40%以上，一般在增加壓力的條件下冶煉和澆注，主要在固溶态或半冷加工态下使用，既具有高強度，又有耐腐蝕性。目前氮含量達到0.8%~1.0%水平的高氮奧氏體鋼已獲得實際應用并開始工業化生産。

　　6、钛、铌、钼及稀土元素

　　钛和铌是強碳化物形成元素，可優先于鉻同碳形成碳化物，防止晶間腐蝕，提高耐蝕性。钛和铌的加入必須與鋼中的碳保持一定的比例。

　　钼能提高不鏽鋼的鈍化能力，擴大其鈍化介質範圍，如在熱硫酸、稀鹽酸、磷酸和有機酸中。含钼的鈍化膜在許多介質中具有很高的穩定性，不易溶解。可防止Cl-對鈍化膜的破壞，所以含钼不鏽鋼具有抗點腐蝕的能力。

　　稀土元素如Ce、La、Y等加入到不鏽鋼中，可以微量固溶在基體中，淨化晶界，變質夾雜物，均勻組織，減少析出物的析出及在晶界的偏聚，從而改善鋼的耐腐蝕性和力學性能。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!