
鎳在不鏽鋼中的作用是在與(yǔ)鉻配合後才發(fā)揮出來的。
鎳是優良的耐腐蝕材料,也是(shì)合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼(gāng)要獲得(dé)純奧氏體(tǐ)組織,含鎳量要達到(dào)24%;而隻有含鎳27%時才使(shǐ)鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不鏽鋼。但是鎳與鉻同時(shí)存在於不鏽鋼中時,含鎳的不鏽鋼卻具有許多可貴的性能。。
基於上麵的情況可知(zhī),鎳作為合金元素在不(bú)鏽鋼(gāng)中(zhōng)的作用,在於它使(shǐ)高鉻鋼的組織發生變化,從而使不鏽鋼(gāng)的耐腐蝕性能及工藝(yì)性能獲得某些改善。。
錳(měng)和氮可以代替鉻鎳不鏽鋼中鎳。
鉻鎳奧氏體鋼的優點(diǎn)雖然很多,但近(jìn)幾十年來由於鎳(niè)基耐熱合(hé)金與含(hán)鎳20%以下的熱(rè)強鋼(gāng)的大量發展與應用,以及(jí)化學工業日益(yì)發展對不鏽鋼的需要量越來越大,而鎳的(de)礦藏量較少且又集中(zhōng)分布在少數(shù)地區,因此在世界範圍內出現(xiàn)了鎳在(zài)供和需方麵的矛盾。所以在不鏽鋼與(yǔ)許多(duō)其他合金領域(如(rú)大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱(rè)強鋼等)中,特別是鎳的(de)資源比較缺乏的國家,廣泛地(dì)開展了節鎳(niè)和以其他元(yuán)素代鎳的科學研究與生(shēng)產實踐,在這方麵研究和應用比較(jiào)多的是以錳和氮來代替(tì)不鏽鋼(gāng)與耐熱鋼中的鎳。。
錳對於奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切(qiē)一些,錳的(de)作用不在於形成奧氏體,而(ér)是在於它(tā)降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體(tǐ)的穩定(dìng)性,抑製奧氏體的分解,使高溫(wēn)下形成的奧氏體(tǐ)得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方(fāng)麵,錳的作用不大,如鋼中的含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼(gāng)在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明顯(xiǎn)的改變。這是因(yīn)為錳對提高鐵基(jī)固溶體的電極電(diàn)位的(de)作用不大,形成的氧(yǎng)化膜的防護作用也很低,所以工業上雖有以錳合(hé)金化的(de)奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等(děng)),但它們不能作為不鏽鋼使用。。
錳在鋼中穩定(dìng)奧氏(shì)體的(de)作用約為(wéi)鎳(niè)的二分之一,即(jí)2%的氮在鋼中的作用也(yě)是穩定奧氏體,並且(qiě)作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含(hán)18%鉻的鋼在(zài)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(yuán)鎳的鉻錳(měng)氮不誘鋼,目前已在工業中獲得應用,有的已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防止晶間腐(fǔ)蝕。
鉬和銅可(kě)以提高某些不鏽鋼的耐腐(fǔ)蝕性能。
其他元素對不鏽(xiù)鋼的性能和組織的影響。
以上主(zhǔ)要的幾種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響,除這些元(yuán)素對(duì)不鏽鋼性(xìng)能與組織影響較大的元素以外,不(bú)鏽鋼中還含(hán)有一些其他(tā)的元(yuán)素。有的(de)是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如矽、硫(liú)、磷等(děng),也有的是為了某些特定的目的而加入的,如鈷、硼、硒(xī)、稀土元素等。從不鏽鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說,這些元素(sù)相對於已討論的幾種元素,都(dōu)是非主要方(fāng)麵的,雖然如此,但也不能完全忽略,因為它們對不鏽鋼的性能與組織同樣也發生(shēng)影響。