
鎳在不鏽鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出(chū)來的(de)。
鎳是優良(liáng)的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化(huà)元(yuán)素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但(dàn)低碳(tàn)鎳鋼要獲(huò)得純奧氏體組織,含鎳量要達到24%;而隻有含鎳27%時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改(gǎi)變。所以鎳不能單獨構成不鏽鋼。但是鎳與鉻同時存在於不(bú)鏽(xiù)鋼中時,含鎳的不鏽鋼卻具有許多可貴的性能。。
基於上(shàng)麵的情況可知(zhī),鎳作為合金(jīn)元素在不鏽鋼中的作用,在於(yú)它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不鏽鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。。
錳和氮可以(yǐ)代替鉻鎳不鏽鋼中鎳。
鉻鎳奧氏體(tǐ)鋼的優點雖然很多,但近幾十年來由於鎳基耐熱合金與(yǔ)含鎳20%以下的熱強鋼的大量發展與應用,以及化學工業日益發展(zhǎn)對不鏽鋼的需要量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布(bù)在少數地區,因此在世界範圍內出現了鎳在供和需方麵的矛盾。所(suǒ)以在不(bú)鏽鋼與許多其他合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等)中,特別是鎳的資源比較缺乏的國家,廣(guǎng)泛(fàn)地開展了(le)節鎳和以其他元素代鎳(niè)的科學研究與生產實踐,在(zài)這方麵研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不(bú)鏽鋼與耐熱鋼中的鎳(niè)。。
錳對於奧氏體的作(zuò)用與鎳相似。但說得(dé)確切一些,錳的作用不在於形成奧氏體,而是在於(yú)它降低鋼的(de)臨界淬火速度(dù),在冷卻(què)時增加(jiā)奧氏體的穩定性,抑(yì)製奧氏體的分(fèn)解,使高溫下形成的(de)奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性(xìng)能(néng)方麵,錳的作用不大,如鋼中的含(hán)錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明(míng)顯的改變。這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位(wèi)的作用不大,形成的氧化(huà)膜的防護作用(yòng)也很低,所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(gāng)(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不鏽鋼使用。。
錳在鋼中(zhōng)穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一(yī),即2%的氮(dàn)在鋼中的作用也是(shì)穩定奧(ào)氏體,並且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代(dài)鎳的低鎳不鏽鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在(zài)工業中獲得應用,有的已(yǐ)成功地代替了經典的18-8鉻鎳不鏽鋼。。
不鏽鋼中加鈦或铌是為了(le)防止晶間腐蝕。
鉬和銅(tóng)可以提高某些不鏽鋼的耐腐蝕性能。
其他元素對不(bú)鏽鋼的性能和組織的影響。
以上(shàng)主要的幾種元素對不鏽鋼的性能(néng)和組織的影響,除這些元(yuán)素對不鏽鋼性能(néng)與組織影響(xiǎng)較大的元素以(yǐ)外,不(bú)鏽鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如矽(guī)、硫(liú)、磷等,也(yě)有的是為了某些特定的(de)目的而加入的,如鈷、硼、硒(xī)、稀土(tǔ)元(yuán)素(sù)等。從不鏽鋼的耐腐蝕(shí)性能這一主要性質來說,這些(xiē)元素相(xiàng)對於已討論的幾種元素,都(dōu)是非主要方麵的,雖然如此(cǐ),但也不能完全忽略,因為它們對不鏽鋼的性能(néng)與(yǔ)組織同(tóng)樣也發生(shēng)影響。