元素对奥氏体不锈钢的影响

在奥氏体不锈钢中,有碳、铬、锰、硅、硫、磷、钼、氮、钛、铌、镍、铜、硼、铈、镧等元素组成.

每种元素对奥氏体不锈钢的影响如下

1.碳的影响：

碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素,碳形成奥氏体的能力为镍的30倍.钢中随着含碳量增加,奥氏体不锈钢强度也随之提高.此外,还能提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物（如42%MgCl2沸腾溶液）中的耐应力腐蚀性能.但是在奥氏体不锈钢中,碳通常被视为有害元素,因为在焊接或加热到450度到850度,碳可以和钢中的铬形成Cr23C6型碳化物.导致局部铬贫化,使钢的耐晶间腐蚀性能下降.20世纪60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢,为含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不锈钢.因此,在冷、热加工及焊接与碳弧气刨时应防止不锈钢表面增碳,以免铬的碳化物析出.

2.铬的影响：

在奥氏体不锈钢中,铬是强烈形成并稳定铁素体的元素,可以缩小奥氏体区.在铬镍奥氏体不锈钢中,当碳含量为0.1%,铬含量为18%时,为获得稳定单一奥氏体组织,所需镍的含最最低为8%,铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度,因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的.铬还能极有效地改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能.因此铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性.铬可提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能,在镍、钼、铜的复合作用下,铬可提高钢耐一些还原性介质、如有机酸、碱介质的性能.

3.镍的影响：

奥氏体不锈钢中主要合金元素镍,其主梌用是形成并稳定奥氏体,获得完全奥氏体组织,使强有良好的强度、塑性和韧性并具有优良的冷、热加工性、可焊性及低温与无磁性,镍还可以显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向.由于镍能改善铬的氧化膜成份、结构和性能,从而提高奥氏体不锈钢耐氧化性介质的性能.但是降低了钢的抗高温硫化性能,这是由于钢中晶界处形成低熔点硫化镍所致.

4.钼的影响：

钼的作用主要是提高钢在还原性介质（比如H2So4、H2PO4以及一些有机酸和尿素环境）的耐蚀性,并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能.含钼不儿钢的热加工性比不含钼的差,钼含量越高,热加工越坏.另外含钼奥氏体不锈钢中容易形成X（σ)沉淀,这会恶化钢的塑性和韧性.钼的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力相当于铬的3倍左右.

5.氮的影响：

氮日益成为铬镍氮奥氏体不锈钢的重要合金元素,氮能提高钢的耐局部腐蚀（耐晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀）性,氮形成奥氏体的能力与碳相当,约为镍的30倍.作为间隙元素的氮,其固溶强化作用很强,因为它的加入可以显著提搞奥氏体不锈钢的强度.每加入0.1%氮可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度提高60～100MPa.在酸介质中,氮可提高奥氏体不锈钢的耐一般腐蚀能力,适量的氮还可提高敏经态奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力.在氯化物环境中,氮提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能十分显著.

6.铜的影响：

铜能显著降低铬镍奥氏体不锈钢的冷作硬化倾向,提高冷国工成型性能.奥氏体不锈钢中的铜含量为1%～4%时,铜对钢的组织没有影响,对钢的冷成型性有良好的作用,因此含铜的奥氏体锈钢多用于要求冷作的一些用途中,铜可以显著降低热加工性,特别是当奥氏休不锈钢中含镍量较低时更为明显,因此当钢中铜含量较高时,

镍含量应相应提高.

7.硅的影响：

对于耐氯化物就力腐蚀,耐浓硝酸、硫酸的腐蚀,硅是铬镍奥氏体不锈钢中不可缺少的重要合金元素.硅在奥氏体不锈钢中可提高耐蚀性,另一个重要作用是显著提高钢在高温浓硫酸（93%H2So4～98%H2So4）中的耐蚀性,其机理是在钢的表面上形成了稳定的富硅氧化膜.

8.锰的影响：

在节镍奥氏体不锈钢中,锰是非常重要的合金元素,其主要作用是与氮、镍等强烈形成奥氏体的元素复合而加入到钢中,以节约奥氏体不锈钢中的镍.

9.钛和铌的影响：

钛和铌主要是作为稳定化元素加入,以防止敏化态晶间腐蚀发生.钛和铌的加入可提高奥氏体不锈钢的强度,包括高温强度.铌不像钛那样容易氧化和氮化,因此含铌奥氏体不锈钢多用作焊接材料.

10.磷的影响：

标准中规定了磷的含量小于或等于0.035%～0.045%,磷在不锈钢中,一般看成有害杂质,磷显著降低铬镍奥氏体不锈钢在固溶态和敏化态下耐各种浓度硝酸腐蚀性能.

11.硫的影响：

硫在奥氏体不锈钢中主要被视为有害杂质,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钢的切削性能,故在易切削不锈钢中,硫被看成是合金元素.硫的有害作用主要是降低奥氏体不锈钢的热塑性,影响热加工性,降低耐蚀性.

12.硼的影响：

硼在奥氏体不锈钢中是不常用元素,其作用利大于弊,18Cr-8Ni不锈钢中加入硼含量达到0.006%,便有明显效果,微量硼加入可提高奥氏体不锈钢的热塑性,改善热加工性.

13.稀土元素的影响

稀土元素（铈、镧）对改善铬镍奥氏体钢的热加工性是很有效的.稀土元素有是显的脱硫作用,随着钢中稀土元素的增加,硫含量则随之降低.