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不锈钢成分中合金元素的作用

2021-10-23 11:15:34

一般情况下纯金属具有比较高的塑性,当加入其他合金元素后,形成单相固溶体时也有较好的塑性,如铁镍合金可形成连续固溶体,因此铁与镍在任意比例的情况下,合金的塑性都是很高的。

但在含有其它元素的条件下,形成不溶于固溶体或部分溶于固溶体的金属间化合物,使金属的塑性降低,因此合金的塑性比纯金属或单相固溶体的塑性差。

铁(Fe):是不锈钢的基本金属元素;

铬(Cr):是主要铁素体形成元素,铬与氧结合能生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜,是不锈钢保持耐蚀性的基本元素之一,铬含量增加可提高钢的钝化膜修复能力,一般不锈钢中的铬含量必须在12%以上;

碳(C):是强奥氏体形成元素,可显著提高钢的强度,另外碳对耐腐蚀性也有不利的影响;

镍(Ni):是主要奥氏体形成元素,能减缓钢的腐蚀现象及在加热时晶粒的长大;

钼(Mo):是碳化物形成元素,所形成的碳化物极为稳定,能阻止奥氏体加热时的晶粒长大,减小钢的过热敏感性,另外钼元素能使钝化膜更致密牢固,从而有效提高不锈钢的耐Cl-腐蚀性;

不锈钢成分中合金元素的作用

铌、钛(Nb、Ti):是强碳化物形成元素,能提高钢的耐晶间腐蚀能力。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响,因此在表面要求较高的不锈钢中一般通过添加铌来改善性能。

氮(N):是强奥氏体形成元素,可显著提高钢的强度。但是对不锈钢的时效开裂影响较大,因此在冲压用途的不锈钢中要严格控制氮含量。

磷、硫(P、S):是不锈钢中的有害元素,对不锈钢的耐腐蚀性和冲压性都会产生不利影响。

通俗地说,不锈钢茶几腿就是不容易生锈的钢,实际上一部分不锈钢,既有不锈性,又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成,这层膜使金属与外界的介质隔离,阻止金属被进一步腐蚀,并且还有自我修复的能力,如果一旦遭到破坏,钢中的铬会与介质中的氧重新生成钝化膜,继续起保护作用。

这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高,当铬含量达到一定的百分比时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的不锈性,还与使用环境有关,不同的环境,要使用含铬量不同的不锈钢。含铬量的高低是决定不锈钢性能的根本因素。据悉欧美等国标准规定铬含量低不能小于10.5%,日本规定是11%,我国为12%。


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