不锈钢所含各元素的作用
不锈钢的化学成分
不锈钢的化学成分段落:由于具有较高的力学性能,可防腐性,不绣勺,结构稳定性和良好的热性能,不锈钢被广泛应用于核电、化工、电力、轻工业等行业。
不锈钢的化学成分:1. 碳(C):不锈钢中碳的含量一般处于0.03%-2.2%之间,具体数值取决于合金组成以及处理工艺。
2. 硅(Si):硅是不锈钢重要考虑的组分,在不锈钢系列中,硅含量一般介于0.05%-1.0%之间,主要用于减缓局部腐蚀。
3. 锰(Mn):锰是一种不可缺少的元素,其含量介于0.4%-4.0%之间,主要用途是改变和改善不锈钢的力学性能、不绣勺和热性能等。
4. 磷(P):相对于其他元素来说,磷含量较低,一般介于0.07%-0.20%之间,用于改善不锈钢的冲击感性和热加工性能。
5. 硫(S):硫元素在不锈钢中含量一般介于0.02%-0.35%之间,虽然硫元素可能使不锈钢受腐蚀严重,但它对于较低的强度和高的塑性有一定的正面作用。
6. 氮(N):氮也是不锈钢中重要的组分,在不锈钢中的含量一般介于0.02%-2.5%之间,氮的加入增加了不锈钢的硬度和抗衰变能力。
7. 镍(Ni):镍元素是不锈钢不可分割的组分,在不锈钢中的镍含量基本上处于10%-30%之间,其主要作用是提高不锈钢的机械强度,耐腐蚀性和耐热极性。
8. 钼(Mo):钼元素是不锈钢中重要的元素,在不锈钢中的含量一般介于0.2%-5.0%之间,其主要作用是提高不锈钢的耐腐蚀性,抗氧化性和焊接性。
9. 钒(V):钒元素是不锈钢中重要的组分,在不锈钢中的含量一般介于0.04%-0.20%之间,钒元素具有改善不锈钢的抗拉强度和塑性的作用。
10. 铬(Cr):铬是不锈钢中的绝对必备元素,它的含量一般是13.0%-26.0%之间,其最重要的作用是增强不锈钢的抗腐蚀性,提高抗氧化性和抗热失效的能力。
11. 铜(Cu):铜也是不锈钢中不可缺少的一个元素,其含量一般是介于0.06%-2.0%之间,其主要作用是减小不锈钢的热膨胀系数,提高不锈钢的耐腐蚀性和热稳定性。
各种不锈钢的特性及用途
各种不锈钢的特性及用途不锈钢是一种以铁基为主要组成成分,添加了铬、镍、锰等元素,具有耐腐蚀性的合金材料。
它不仅具有良好的物理和化学性质,还具有一系列独特的特性,使其在诸多领域广泛应用。
1.耐腐蚀性:不锈钢含有至少10.5%以上的铬元素,能形成一层致密的铬氧化膜,阻止氧气进一步渗透和腐蚀,从而具有很强的耐腐蚀性。
它可以抵抗大气、水、酸、碱等多种介质的侵蚀,特别是在湿润和腐蚀气氛中表现出色。
2.机械性能优良:不锈钢具有良好的强度和韧性,具有高拉伸强度、延展性和冲击韧性,可以承受各种工作条件下的重压和冲击,使用寿命较长。
3.高温性能:不锈钢具有较高的耐高温性能,其耐高温性能与铬、镍等元素的含量有关。
不锈钢可以在高温下长期保持较高的强度和硬度,并且不易发生氧化变色。
4.防腐性:由于不锈钢具有优异的耐腐蚀性,因此在制造储罐、管道、设备等用于贮存和运输强酸、强碱等腐蚀性介质的装置时具有重要作用。
不锈钢可有效防止腐蚀,确保储存液体的质量。
5.美观性:不锈钢外观光亮、平整、色彩多样,无需表面处理即可展示优雅的金属质感,更易于清洁和维护,广泛应用于建筑业、家具业等领域。
根据不同含量和成分,不锈钢可以分为多种类型,每种类型都有其特定的用途和应用领域:1.铬不锈钢:主要以铬为添加元素,具有良好的耐腐蚀性和美观性,广泛应用于厨房和卫生设备等领域。
2.镍不锈钢:主要以镍为添加元素,具有良好的耐腐蚀性和高温性能,广泛应用于化工、石油、电子等领域。
3.铁素体不锈钢:主要以铁素体结构为特点,具有良好的耐腐蚀性和机械性能,广泛应用于制造轴承、弹簧等领域。
4.高温合金不锈钢:主要以钼为添加元素,具有良好的耐高温和强度,广泛应用于航空、航天等领域。
5.钛合金不锈钢:由钢铁合金和钛合金的混合材料组成,具有优异的强度和耐腐蚀性,广泛应用于制造船舶、飞机等领域。
总的来说,不锈钢具有耐腐蚀性、机械性能优良、高温性能、防腐性和美观性等特性,因此在航空航天、化工、电子、建筑、冶金、机械制造等许多领域都有广泛应用,成为现代工业中不可或缺的重要材料之一。
Cr、Si、Al对不锈钢的影响
Cr、Si、Al对不锈钢的影响Cr、Si、Al是F形成元素,是不锈钢获得耐腐蚀性能的主要合金元素。
Cr在不锈钢表面形成致密的(FeCr)2O3,起强烈的钝化作用并使不锈钢的化学稳定性得到提高。
Si、Al也起同样作用,但是Si含量过高,会造成不锈钢的力学性能下降,以及可焊性降低。
Al主要用于沉淀硬化不锈钢,起细化晶粒,固溶强化的作用;用来提高不锈钢室温和高温的强度。
Ni对不锈钢的影响Ni是扩大A元素,当Ni大到9%时,可以获得稳定的A组织。
Ni能使不锈钢表面钝化,扩大钢在酸中的钝化范围。
单独使用Ni来获得A需要的数量很大,一般与Cr元素配合使用。
Mo和Cu对不锈钢的影响Mo是F形成元素。
不锈钢中加入Mo有以下作用:1.提高钢在非氧化介质中的稳定性。
2.抵抗Cl离子产生点腐蚀。
3.提高A钢的热强性。
由于是F化元,加入Mo时,应相应提高Ni的含量,以维持钢的全A。
Mo的增加会降低A不锈钢的韧性。
Cu可以提高钢对非氧化介质的抗腐蚀能力。
Cr-Ni不锈钢中加入Cu会产生弥散硬化组织,提高钢的热强性。
Ti和Nb对不锈钢的影响Ti和Nb对C的亲和力大于Cr,因而可以优先形成稳定的碳化物,降低晶间腐蚀倾向。
在Cr-Ni不锈钢中,Ti的加入量一般大于5倍的C,Nb的加入量一般大于8倍的C,这样可以使大部分的C形成碳化物,避免形成Cr23C6,从而减少了贫Cr区的存在。
例如:321中的Ti,347中的Nb。
它们的晶间腐蚀倾向小于304.S和P对不锈钢的影响属于有害元素,一般来说越低越好。
由于脱硫、脱磷存在一定矛盾,同时降S、P有一定困难。
目前不锈钢的S含量都比较低,而P含量偏高。
c对不锈钢的影响C是A形成元素,也可以提高钢的强度,但是对耐蚀性不利。
因为C与Cr的结合会造成晶界的贫Cr层。
C的增加还会造成可焊性降低。
不锈钢中的C含量一般控制在0.08%以下,对于含C量低于0.03%的用后缀L标识。
合金元素对不锈钢的影响各不相同,当加入多种元素时,它们的作用不是简单的叠加或抵消,因为它们相互之间有时会发生新的物理化学作用。
不锈钢中各元素的作用资料讲解
1、镍Ni:镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。
在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。
普通碳钢的晶体结构称为铁氧体,呈体心立方(BCC)结构,加入镍,促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构,这种结构被称为奥氏体。
然而,镍并不是唯一具有此种性质的元素。
常见的奥氏体形成元素有:镍、碳、氮、锰、铜。
这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。
目前,人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性,最著名的是下面的公式:奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%从这个等式可以看出:碳是一种较强的奥氏体形成元素,其形成奥氏体的能力是镍的30倍,但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中,因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。
氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍,但是它是气体,想要不造成多孔性的问题,只能在不锈钢中添加数量有限的氮。
添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。
从镍等式中可以看出,添加锰对于形成奥氏体并不非常有效,但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中,而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。
在200系列的不锈钢中,正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构,镍的含量越低,所需要加入的锰和氮数量就越高。
例如在201型不锈钢中,只含有4.5%的镍,同时含有0.25%的氮。
由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍,所以同样可以形成100%奥氏体结构。
这也是200系列不锈钢的形成原理。
在有些不符合标准的200系列不锈钢中,由于不能加入足够数量的锰和氮,为了形成100%的奥氏体结构,人为的减少了铬的加入量,这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。
在不锈钢中,有两种相反的力量同时作用:铁素体形成元素不断形成铁素体,奥氏体形成元素不断形成奥氏体。
各种金属元素在钢中的作用
各种金属元素在钢中的作用1.铁(Fe):铁是钢的主要成分,赋予钢良好的强度和塑性。
纯铁本身并不适合作为结构材料,但与其他元素合金后可形成钢,使其具有更高的强度和耐用性。
2.碳(C):碳是钢中最重要的合金元素之一、适量的碳能提高钢的硬度和强度,增加其耐磨性和耐蚀性。
其中,碳含量在0.02%至2.1%之间的钢被广泛应用。
3.锰(Mn):锰能够提高钢的硬度和韧性,使钢更加耐磨和耐冲击。
锰还可以与硫、磷等杂质结合,形成易于熔化的夹杂物,从而提高钢的可塑性和加工性能。
4.硅(Si):硅在钢中作为脱氧剂,能够有效降低钢中的氧含量,从而减少气孔和夹杂物的形成。
硅对钢的强度和塑性影响有限,但有助于改善钢的耐腐蚀性能。
5.磷(P):磷的掺入可以提高钢的硬度和抗拉强度。
然而,高磷含量会降低钢的可塑性和韧性,并增加冷脆倾向。
因此,磷含量通常应控制在较低水平。
6.硫(S):硫主要存在于原材料中的钢中,并往往是不可避免的。
过高的硫含量会导致钢的脆化和冷脆倾向。
因此,控制硫含量对于保证钢的可锻性和韧性至关重要。
7.铬(Cr):铬是不锈钢中的主要合金元素之一,能够形成耐蚀的氧化层,提高钢的耐腐蚀性能。
铬还可以增加钢的硬度和强度,同时改善钢的高温强度和抗氧化性能。
8.镍(Ni):镍可以提高钢的韧性和可塑性,改善冷加工性能。
镍还能增加钢的耐腐蚀性能和高温强度,使钢具有更好的抗剪切、耐磨和耐腐蚀性能。
9.钼(Mo):钼能够提高钢的强度和韧性,特别是在高温下。
钼还能增加钢的耐腐蚀性能、抗磨性和切削性能,因此常用于制造高速钢和高温合金。
10.钛(Ti):钛能够提高钢的耐高温性能和抗腐蚀性能。
钛还能够与氮结合形成细小的碳化钛,提高钢的硬度和强度。
由于钛的昂贵和难处理性,其含量通常较低。
除了上述主要的金属元素外,钢中还可能含有其他元素,如铜、铝、氮等,它们也会对钢的性能产生影响。
这些元素的含量、相互作用和加工过程都将影响到钢的力学性能、耐蚀性能、可加工性等特性。
304和316的元素含量
304和316的元素含量304和316是两种常见的不锈钢材料,它们在元素含量上有所不同。
本文将详细介绍304和316的元素含量及其对材料性能的影响。
一、304不锈钢的元素含量304不锈钢是一种常用的不锈钢材料,其元素含量如下:1. 碳(C)含量不超过0.08%,碳的含量对不锈钢的硬度和强度有一定影响,过高的碳含量会导致不锈钢易于产生焊接热裂纹。
2. 锰(Mn)含量不超过2.00%,锰的添加可以提高不锈钢的强度和耐蚀性。
3. 硅(Si)含量不超过1.00%,硅的添加可以提高不锈钢的强度和耐蚀性。
4. 磷(P)含量不超过0.045%,磷的含量对不锈钢的冷加工性能有一定影响,过高的磷含量会导致不锈钢易于产生热裂纹。
5. 硫(S)含量不超过0.030%,硫的含量对不锈钢的焊接性能有一定影响,过高的硫含量会导致不锈钢易于产生焊接热裂纹。
6. 铬(Cr)含量为17.00%~19.00%,铬是不锈钢的主要合金元素,可以提高不锈钢的耐蚀性和耐热性。
7. 镍(Ni)含量为8.00%~10.50%,镍的添加可以提高不锈钢的耐蚀性和韧性,同时还能改善不锈钢的焊接性能。
8. 钼(Mo)含量不超过0.10%,钼的添加可以提高不锈钢的耐蚀性。
二、316不锈钢的元素含量316不锈钢是一种耐腐蚀性能更好的不锈钢材料,其元素含量相对于304有所调整,如下所示:1. 碳(C)含量不超过0.08%。
2. 锰(Mn)含量不超过2.00%。
3. 硅(Si)含量不超过1.00%。
4. 磷(P)含量不超过0.045%。
5. 硫(S)含量不超过0.030%。
6. 铬(Cr)含量为16.00%~18.00%。
7. 镍(Ni)含量为10.00%~14.00%。
8. 钼(Mo)含量为2.00%~3.00%,钼的添加使316不锈钢具有更好的耐蚀性能,特别是在氯化物环境中具有优异的耐蚀性能。
三、304和316的性能比较1. 耐腐蚀性能:316不锈钢相对于304不锈钢具有更好的耐腐蚀性能,尤其是在酸性和氯化物环境中。
304不锈钢元素含量标准
304不锈钢元素含量标准
304不锈钢是一种常用的不锈钢材料,具有良好的耐腐蚀性能和加工性能,被广泛应用于化工、食品加工、医疗器械等领域。
而304不锈钢的元素含量标准对其性能和用途起着至关重要的作用。
下面将详细介绍304不锈钢的元素含量标准。
首先,304不锈钢的主要化学成分包括,铬(Cr)、镍(Ni)、锰(Mn)、硅(Si)等。
其中,铬是不锈钢的主要合金元素,具有抗腐蚀性能;镍能提高不锈钢的耐腐蚀性和塑性;锰能提高不锈钢的强度和耐磨性;硅能提高不锈钢的耐热性和耐蚀性。
其次,304不锈钢的元素含量标准如下,铬的含量在18%~20%之间;镍的含量在8%~10.5%之间;锰的含量在2%以下;硅的含量在1%以下。
除此之外,还有少量的碳、磷、硫等元素,但其含量都要控制在一定范围内,以保证304不锈钢的性能和质量。
在生产和使用304不锈钢时,必须严格控制元素含量,以确保不锈钢材料具有良好的性能。
过高或过低的元素含量都会影响不锈钢的耐腐蚀性能、机械性能和加工性能,甚至导致不锈钢材料失去应有的特性。
在实际生产中,通过合理的配料和精确的熔炼工艺,可以有效控制304不锈钢的元素含量,确保其符合标准要求。
同时,在使用过程中,也要注意避免304不锈钢材料与含氯离子、酸性溶液等腐蚀介质接触,以延长其使用寿命。
总之,304不锈钢的元素含量标准对其性能和用途具有重要影响,生产和使用过程中都需要严格遵守相关标准要求,以确保不锈钢材料具有良好的性能和可靠的质量。
只有这样,才能更好地发挥304不锈钢在各个领域的作用,为社会和经济发展做出更大的贡献。
不锈钢中的各元素作用详解
不锈钢中的各元素作用详解不锈钢是一种铁碳合金,其中加入了其他元素来改变其化学成分和组织结构,从而赋予其抗腐蚀、耐热和机械性能等特点。
以下是不锈钢中常见元素的作用详解:1.铁(Fe):是不锈钢的基本组成元素,起到了增加强度和硬度的作用。
2.碳(C):增加不锈钢的硬度和强度,但在高温下容易与铬结合成碳化铬,降低不锈性。
3.铬(Cr):是不锈钢中最主要的合金元素,可以形成致密的氧化铬膜,形成一层耐腐蚀的保护层,提高不锈钢的抗腐蚀能力。
一般含铬量达到10.5%以上才能称为不锈钢。
4.镍(Ni):能提高不锈钢的耐腐蚀性,增加硬度和强度,改善塑性,降低脆性,并有助于抑制晶界腐蚀。
5.钼(Mo):提高不锈钢的耐腐蚀性和耐高温性能,尤其是对于耐腐蚀性能较差的酸性环境具有重要作用。
6.钛(Ti):能抑制碳化铬的形成,减少晶体内的析出物,提高焊接性能和晶界腐蚀抵抗性。
7.锰(Mn):在不锈钢中的主要作用是增加硬度和强度,改善塑性和可焊性。
8.硅(Si):有助于提高抗腐蚀能力和降低热膨胀系数,改善耐高温性能。
9.氮(N):增加不锈钢的强度和硬度,改善抗拉伸性能和耐磨性。
10.铌(Nb):能强化晶体,并抑制析出物与晶界的形成,提高不锈钢的抗晶间腐蚀性能。
11.磷(P):加入适量的磷可以提高不锈钢的强度,但过多的磷会导致脆性增加。
12.硫(S):是不锈钢中的有害元素,会降低可焊性和耐腐蚀性能,因此需要控制其含量。
总的来说,不锈钢中的各元素通过相互作用,形成了致密的氧化膜或其他抗腐蚀层,提高了不锈钢的耐腐蚀性能;同时还能改善硬度、强度、塑性、可焊性和耐高温性能等特点,满足了不同工业领域对于不锈钢材料的需求。
当选择不锈钢材料时,需要根据具体的使用环境和要求来合理选择合金元素的种类和含量,以获得最佳的性能。
不锈钢原材料
不锈钢原材料不锈钢是一种合金材料,由铁、铬、镍等元素组成。
不锈钢具有抗腐蚀、耐高温、耐磨损、美观等优点,因此在工业、建筑、制造业等领域广泛应用。
不锈钢的主要原材料是铁。
铁是地壳中含量最丰富的金属之一,占地壳总质量的5%,是制造不锈钢的基础。
铁矿石是从地下矿脉中开采出来的,经过破碎、磨矿等工序得到粗铁矿,然后再经过熔炼、炉炭还原等工艺进行提炼,最终得到纯净的铁。
不锈钢的另一个重要成分是铬。
铬是一种化学元素,可以提高铁的抗腐蚀性能。
铬一般以铬铁合金的形式加入不锈钢中,通过熔炼、合金化等工艺将铬和铁进行合成。
铬铁合金在高温下能够稳定存在,能够形成一层致密的氧化铬层,防止空气中的氧气和水分侵蚀金属表面,从而起到抗腐蚀的作用。
此外,不锈钢中还含有少量的镍、锰、钼等元素。
镍能够提高不锈钢的韧性和强度,增加抗腐蚀性能;锰能够提高不锈钢的硬度和轧制性能;钼能够提高不锈钢的耐高温性能。
在制造不锈钢过程中,除了原材料的选择外,还需要进行冶炼、铸造、轧制、退火等一系列的加工工艺。
在冶炼过程中,根据不同的合金成分需要,将不同比例的铁、铬、镍等元素加入熔炉中,熔炼成液态的合金。
然后将熔炼的合金进行铸造,形成板材、棒材、管材等不锈钢产品。
随后,通过轧制、拉伸、拉拔等加工工艺,将不锈钢材料加工成所需的形状和尺寸。
最后,还需要进行退火等热处理工序,以消除内部应力,提高不锈钢的性能。
总的来说,不锈钢的原材料主要是铁、铬、镍等元素,通过冶炼、铸造、轧制、退火等工艺加工而成。
这些原材料和工艺的选择和控制直接影响着不锈钢的性能和品质。
不锈钢凭借其耐腐蚀、耐高温、美观等特性,在各个领域得到了广泛的应用。
不锈钢中各元素作用
不锈钢中各元素作用不锈钢是一种具有良好抗腐蚀性能的合金材料,由铁与其他元素(如铬、镍、钼)合金化而成。
这些元素在不锈钢中起着关键的作用,决定了不锈钢的物理性能、化学性能和耐腐蚀性能。
1.铁(Fe):铁是不锈钢的主要成分,提供了不锈钢的力学性能,如强度和硬度。
它还有助于提高不锈钢的热导性能和磁导性能。
2.铬(Cr):铬是不锈钢最重要的合金元素之一,可提供不锈钢的耐腐蚀性能。
当铬含量达到10.5%以上时,会在不锈钢表面形成一层致密的氧化铬膜(钝化膜),避免了金属与外界氧气的直接接触,从而有效防止了不锈钢的腐蚀。
此外,铬还能提高不锈钢的强度、硬度和耐磨性。
3.镍(Ni):镍是提高不锈钢耐腐蚀性能的关键合金元素之一、镍的加入可以增加不锈钢的钝化能力,使其在更恶劣的环境条件下具有更好的耐腐蚀性。
镍还可以提高不锈钢的韧性和可塑性。
4.钼(Mo):钼通常被用于提高不锈钢的耐蚀性、耐点蚀性和耐高温性能。
特别是在含有氯离子的环境中,钼能够改善不锈钢的抗腐蚀性能,降低晶间腐蚀倾向。
5.锰(Mn):锰是一种强氧化剂,能够与金属中的硫产生反应,减少硫对不锈钢的影响。
因此,锰可以提高不锈钢的耐腐蚀性能和机械性能。
6.碳(C):碳是调控不锈钢硬度和强度的关键元素。
适当的碳含量可以提高不锈钢的硬度,但过高的碳含量可能会导致不锈钢的脆性增加。
7.硅(Si):硅的加入可提高不锈钢的强度和抗蚀性能。
此外,硅还有助于提高不锈钢的耐高温和耐腐蚀性能。
8.氮(N):氮在不锈钢中的主要作用是增强不锈钢的硬度和强度,并提高其抗腐蚀性能。
氮还可以降低不锈钢在焊接过程中的敏感性。
除了以上主要元素外,不锈钢还可能含有其他微量元素(如铜、钛、铌、钙等),它们各自通过增强不锈钢的其中一种性能或起到合金化的效果。
总的来说,各种元素在不锈钢中的合金化作用使不锈钢具有出色的耐腐蚀性、力学性能和工艺性能。
通过调控不同元素的含量,可以在不锈钢中获得多种不同的性能特点,使其适应不同的应用领域。
不锈钢中镍和铬的作用
不锈钢中镍和铬的作用不锈钢中镍和铬的作用一、镍的作用镍是不锈钢中的主要合金元素之一,它具有以下几个重要的作用:1. 提高不锈钢的耐腐蚀性能。
镍能够与石墨烯结合形成一种致密的氧化膜,能有效防止氧气和其他腐蚀性介质侵蚀金属表面,从而提高不锈钢的抗腐蚀性能。
2. 增强不锈钢的力学性能。
镍与铁形成的固溶体能够提高钢的强度和硬度,使不锈钢具有更好的抗拉强度和塑性,提高不锈钢的机械性能。
3. 改善不锈钢的热稳定性。
不锈钢中含有适量的镍能够提高钢的热稳定性,使其在高温环境下不易发生变形和熔化,从而保证材料的稳定性和可靠性。
4. 提高不锈钢的耐磨性。
镍能够与铁形成的固溶体表面硬化,提高不锈钢的硬度和耐磨性,使其在摩擦和磨损条件下具有更好的耐用性。
二、铬的作用铬是不锈钢中的另一个重要合金元素,它发挥着以下几个关键的作用:1. 增加不锈钢的耐腐蚀性能。
铬能够与氧气结合形成一层致密的铬氧化膜,能有效防止钢铁基体与外界介质的接触,从而防止了钢铁基体的氧化反应,保护不锈钢免受腐蚀。
2. 提高不锈钢的强度和硬度。
铬与铁形成的固溶体能够增加钢的强度和硬度,使得不锈钢具有更好的抗拉强度和耐磨性,提高不锈钢的使用寿命。
3. 改善不锈钢的可焊性和加工性能。
铬可以降低不锈钢的热膨胀系数和热导率,改善了不锈钢的可焊性和热加工性能,使其更适合进行各种加工和焊接操作。
4. 增加不锈钢的耐高温性能。
铬可以形成一种稳定的氧化层,使得不锈钢在高温环境下仍然能够保持优良的耐腐蚀性能和强度,具有更好的热稳定性和耐久性。
总结:不锈钢中的镍和铬在提高不锈钢的耐腐蚀性能、力学性能、热稳定性和耐磨性方面发挥着重要作用。
镍的存在能够形成稳定的氧化膜,提高不锈钢的抗腐蚀能力;铬的存在能够形成致密的铬氧化膜,防止不锈钢的钢铁基体被氧化腐蚀。
同时,镍和铬的加入还能够提高不锈钢的机械性能、热稳定性和耐久性。
因此,在不锈钢的生产和应用中,充分利用镍和铬的作用能够提高不锈钢的质量和性能,将其广泛应用于各个领域。
不锈钢的组成元素
不锈钢的组成元素不锈钢是一种普遍使用的金属材料,具有耐腐蚀、耐高温、抗磨损和美观等特点。
它的组成元素主要包括铁(Fe)和铬(Cr),同时还含有一定量的碳(C)、镍(Ni)、钼(Mo)等元素。
下面将详细介绍不锈钢的组成元素。
1.铁(Fe):铁是不锈钢的主要组成元素,其含量可超过50%。
铁是一种廉价而且常见的金属,具有良好的强度和导热性能。
2.铬(Cr):铬是不锈钢的关键元素,一般含量在10%以上。
铬的添加可以形成一层致密的氧化铬膜,防止氧气进一步腐蚀金属表面,从而增加了不锈钢的耐腐蚀性。
3.碳(C):碳是不锈钢的另一个重要元素,一般含量在0.02%-1.0%之间。
碳的添加可以增加不锈钢的硬度和强度,但过高的碳含量会降低不锈钢的耐腐蚀性。
4.镍(Ni):镍是一种具有良好耐腐蚀性的元素,一般含量在8%-10%之间。
镍的添加可以提高不锈钢的耐酸性和耐高温性。
5.钼(Mo):钼是一种抗腐蚀性能极好的元素,一般含量在1%-3%之间。
钼的添加可以改善不锈钢的耐蚀性能,特别是对硫酸等强酸的抗腐蚀性能。
除了以上主要的组成元素外,不锈钢还可能含有少量的磷(P)、硅(Si)、锰(Mn)等元素。
这些元素的添加通常是为了改善不锈钢的加工性能、热处理性能等。
不同组成元素的不锈钢种类也各不相同。
例如,含有18%以上的铬和8%以上的镍的不锈钢被称为奥氏体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性和耐高温性。
而含有13%以上的铬的不锈钢被称为铁素体不锈钢,具有较好的强度和韧性。
总之,不锈钢的组成元素主要包括铁、铬、碳、镍和钼等,它们的含量和比例决定了不锈钢的特性和性能,使得不锈钢成为一种广泛应用于各个领域的重要材料。
不锈钢主要元素
不锈钢主要元素不锈钢是一种常见的金属合金,由于具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和强度,因此被广泛应用于石油、化学、航空、汽车、建筑、冶金和其他工业中。
许多不锈钢品种由多种元素组成,其主要元素如下: 1、铬:是不锈钢中最重要的元素,其含量一般为11-30%,铬是维持材料体系的非常重要的组成元素,具有促进物质结构稳定的作用。
铬具有良好的耐蚀性,可以抵抗腐蚀介质的侵蚀,使材料具有良好的耐腐蚀性。
2、钼:是不锈钢中的第二主要合金元素,其含量一般为10-30%,钼具有极好的耐热性和耐氧化性,改进材料的耐热性,增加材料的韧性。
3、钢:它是不锈钢的基础元素,它含量为50-90%。
钢质具有较高的强度和弹性,具有良好的延性和耐冲击性,能够抗拉、抗压、抗弯、抗疲劳等,发挥良好的结构强度和力学性能。
4、镍:它是不锈钢中的第三主要合金元素,镍的含量一般为1-9%,它能够促进材料的结构稳定、提高材料的韧性和塑性,改善材料的机械性能。
5、硅:它的含量一般为0.5%-5%,主要作用是改善材料的延性、耐拉和耐磨损性能,减少材料的介电性能,增强铝的耐蚀性、耐热性和抗氧化性。
6、锰:它的含量一般为0.005-0.2%,主要有改善材料的耐蚀性、抗氧化性、改善材料的延展性,增加材料的韧性,抗拉强度和抗拉强度,减少材料的氧化性能。
7、铁:它的含量一般占总量的50-90%,铁可以抗腐蚀,可以抗氧化,可以抗氧化,可以抗折变,可以增强金属的机械性能,可以减少金属的导电性。
8、碳:它的含量一般为0.04-1.2%,碳具有抗氧化性和抗腐蚀性,可以抵消不锈钢中其他元素形成的氧化物,以及减少不锈钢中的大量残余氢。
以上就是不锈钢中主要元素的介绍,在不锈钢中各种元素具有协同作用,协调工作,发挥不锈钢良好的物理机械性能。
对于不锈钢的制造来说,正确的元素控制很重要,以确保其良好的性能。
不锈钢中各元素的作用
不锈钢中各元素的作用不锈钢是一种合金材料,由铁、铬、镍等多种元素组成。
不锈钢具有耐腐蚀、高强度、耐高温等特点,被广泛应用于建筑、化工、食品加工、医疗器械等领域。
不同元素在不锈钢中起到不同的作用,下面是各元素的说明:1.铁(Fe):铁是不锈钢的主要组成元素,能够给不锈钢提供较高的强度和硬度。
铁具有良好的可塑性和韧性,可以通过热处理来改变不锈钢的力学性能。
2.铬(Cr):铬是不锈钢中最重要的合金元素之一,能够赋予不锈钢良好的耐腐蚀性。
当不锈钢中的铬含量达到一定比例时,铬与氧气结合形成一层均匀致密的氧化铬膜,能够阻止氧气进一步渗透,从而起到防腐蚀的作用。
3.镍(Ni):镍是不锈钢中的合金元素之一,常用于提高不锈钢的耐腐蚀性和强度。
镍能够与铁发生固溶,稳定不锈钢的晶格结构,从而提高其抗腐蚀性能,镍还能够提高不锈钢的塑性和可焊性。
4.锰(Mn):锰是不锈钢中的合金元素之一,具有抑制氧化物和杂质的作用。
锰的添加可以提高不锈钢的韧性和可塑性,从而增加其加工性能。
5.钼(Mo):钼是不锈钢中的合金元素之一,能够显著提高不锈钢的抗腐蚀性。
钼与铁形成稳定的化合物和固溶体,能够有效抑制腐蚀介质的侵蚀,尤其对于耐蚀介质如硫酸和盐酸等有良好的防护作用。
6.碳(C):碳是不锈钢的重要合金元素,能够提高不锈钢的强度和硬度。
碳与铁形成固溶体,可以通过控制碳的含量来控制不锈钢的硬度。
碳的添加还可以提高不锈钢的可焊性和热处理性能。
7.钛(Ti):钛是一种强碱性非金属元素,能够显著提高不锈钢的强度和硬度。
钛与铁形成固溶体,可以稳定晶格结构,增加不锈钢的强度和耐腐蚀性。
总之,不同元素在不锈钢中具有不同的作用,通过合理地控制元素的含量和配比,可以调控不锈钢的力学性能、耐腐蚀性能和加工性能,满足不同场合对不锈钢的要求。
316不锈钢棒化学成分
316不锈钢棒化学成分引言316不锈钢棒是一种常见的金属材料,广泛应用于各个领域。
本篇文档将深入探讨316不锈钢棒的化学成分,为读者提供全面的了解。
内容316不锈钢棒是由许多元素组成的合金材料,下面将逐一介绍各个元素及其在316不锈钢棒中的作用。
1.铁(F e)316不锈钢棒主要成分是铁,其含量通常在60-70%之间。
铁是不锈钢的基本元素,具有良好的机械性能和热处理性能。
2.镍(N i)镍是316不锈钢棒中的重要元素之一,含量一般在10-14%之间。
镍具有很强的耐腐蚀性,可以提高不锈钢的耐高温性能和耐蚀性能。
3.铬(C r)铬是316不锈钢棒中的关键元素,其含量通常在16-18%之间。
铬的加入可以形成铬氧化物薄膜,阻止氧气进一步腐蚀金属表面,从而提高316不锈钢棒的耐腐蚀性能。
4.钼(M o)钼是316不锈钢棒的另一个重要合金元素,含量一般在2-3%之间。
钼的添加可以提高316不锈钢棒的耐腐蚀性,尤其是在高温和腐蚀介质中。
5.锰(M n)锰是316不锈钢棒中的微量元素,含量一般不超过2%。
锰的主要作用是提高316不锈钢棒的塑性和韧性,同时还可以抑制硫对不锈钢的腐蚀。
6.硅(S i)硅是316不锈钢棒中的常见元素,含量一般在1-2%之间。
硅的加入可以提高不锈钢的热强度和耐热性能。
7.硼(B)硼是316不锈钢棒中的微量元素,常见含量在0.001-0.005%之间。
硼具有优异的耐蚀性和抗磨损性,能够提高316不锈钢的使用寿命。
总结316不锈钢棒的化学成分包括铁、镍、铬、钼、锰、硅和硼等元素。
这些元素的合理配比赋予了316不锈钢棒出色的耐高温性、耐腐蚀性和机械性能。
通过了解316不锈钢棒的化学成分,我们可以更好地理解它在不同领域的应用和性能特点。
各种化学元素在不锈钢中的作用
各种化学元素在不锈钢中的作用不锈钢是一种合金材料,由铁、铬、镍等元素组成。
它的特点是具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优良性能。
化学元素在不锈钢中的作用主要体现在以下几个方面:1.铁(Fe):铁是不锈钢的主要成分之一,它赋予不锈钢良好的强度和可塑性。
同时,铁的存在使得不锈钢具备了磁性。
2.铬(Cr):铬是不锈钢中最重要的合金元素。
通过添加铬元素,能够形成致密的氧化铬层,从而防止不锈钢表面的金属继续氧化。
这种氧化铬层是保护不锈钢抗腐蚀性的关键,只有当其厚度达到一定标准时,不锈钢才能真正发挥其耐腐蚀的特性。
3.镍(Ni):镍对不锈钢的作用主要体现在增强抗腐蚀性能方面。
镍的加入可以提高不锈钢的抗酸性、碱性和耐高温性能。
此外,镍还能改善钢的可塑性和韧性。
4.锰(Mn):锰是不锈钢中的合金元素之一、它的作用是增加不锈钢的塑性和强度,并提高其耐腐蚀性。
5.钼(Mo):钼主要用于改善不锈钢的耐酸性和耐腐蚀性能。
它可以提高不锈钢在高温和酸性环境下的稳定性。
6.硅(Si):硅是一种既能增强不锈钢抗氧化性能又能提高其韧性的合金元素。
硅能够促进铬在钢中的溶解度和氧化铬层的形成。
7.钛(Ti):钛能够与铬形成一种稳定的氧化物,可以提高不锈钢的抗氧化性能和耐蚀性。
8.铌(Nb):铌主要用于改善不锈钢的耐腐蚀性和强化效果。
添加适量的铌可以提高不锈钢的抗应力腐蚀性和抗晶间腐蚀性能。
9.钠(Na):钠在不锈钢中的含量通常很低,但它对抗菌性能和耐腐蚀性有一定的作用。
总之,不锈钢中的各种化学元素通过相互配合作用,形成了一种优良的合金材料,使得不锈钢具有了高强度、耐腐蚀、耐高温等特性。
同时,化学元素的掺杂和调整,也使得不锈钢在特定环境下具备了更好的耐腐蚀性和抗腐蚀性能。
这使得不锈钢广泛应用于建筑、化工、医药、食品加工等领域。
不锈钢304的成分
不锈钢304的成分不锈钢304是一种常见的不锈钢材料,其成分包括铁、碳、铬、镍等多种元素。
下面将从不同角度详细介绍不锈钢304的成分。
一、基本成分1. 铁:不锈钢304中最主要的元素是铁,其占比约为70%。
2. 碳:碳是铁合金中重要的合金元素,能够增强材料的硬度和强度。
不锈钢304中碳含量较低,仅为0.08%左右。
3. 铬:铬是不锈钢中最重要的合金元素之一,能够提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
不锈钢304中铬含量为18%左右。
4. 镍:镍也是不锈钢中常见的合金元素之一,能够提高材料的韧性和延展性。
不锈钢304中镍含量为8%左右。
二、其他成分1. 硅:硅是一种常见的合金元素,在不锈钢制造过程中起到了很重要的作用。
它能够提高材料的抗氧化性和耐蚀性。
不锈钢304中硅含量约为1%。
2. 锰:锰是一种重要的合金元素,能够提高材料的硬度和强度。
不锈钢304中锰含量约为2%。
3. 磷:磷是一种轻质元素,其在不锈钢中含量较低。
不过它能够提高材料的韧性和延展性。
4. 硫:硫是一种常见的杂质元素,在不锈钢制造过程中会被尽可能地去除。
因为硫会降低材料的韧性和延展性。
5. 氮:氮是一种轻质元素,其在不锈钢中含量较低。
但氮能够提高材料的强度和耐蚀性。
三、影响成分1. 制造工艺:不同的制造工艺会对不锈钢304的成分产生影响。
例如,采用真空冶炼技术可以减少杂质元素含量,从而提高材料的纯度。
2. 热处理:热处理过程也会对不锈钢304的成分产生影响。
例如,加热温度过高会导致铬、镍等元素析出,从而降低了材料的耐腐蚀性。
3. 加工方式:不同的加工方式也会对不锈钢304的成分产生影响。
例如,冷加工能够提高材料的硬度和强度,但会降低其韧性和延展性。
四、总结综上所述,不锈钢304的成分主要包括铁、碳、铬、镍等多种元素。
此外,硅、锰、磷、硫和氮等元素也对材料的性能产生了一定影响。
在制造过程中,制造工艺、热处理和加工方式等因素也会对不锈钢304的成分产生影响。
不锈钢中各元素作用
CR--钝化是因为阳极反响被防止氧化而激发金属与合金耐腐化性能的现象。
构成金属与合金钝化的理论好多,首要有薄膜论、吸附论及电子列举论。
碳是家产用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其散布的形势,在不锈钢中碳的影响特别较着。
碳在不锈钢中对组织的影响主要示意在双方面,一方面碳是不变奥氏体的元素,而且传染感人的程度很大(约为镍的 30 倍),其余一方面因为碳和铬的亲和力很大,与铬构成—系列复杂的碳化物。
所以,从强度与耐腐烛性能双方面来看,碳在不锈钢中的感人是相互矛盾的。
比如工业中最遍布的,也是最最少的不锈钢—— 0CR13~4CR13这五个钢号的标准含铬量规定为 12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的成分考虑进往此后才决意的,即在于使碳与铬连系成碳化铬此后,固溶体中的含铬量不致低于 11.7 %这一最低限度的含铬量。
就这五个钢号来说因为含碳量不一样,强度与耐腐化性能也是有辩解的,0CR13~2CR13钢的耐腐化性较好但强度低于 3CR13和 4CR13钢,多用于制造布局部件,后两个钢号因为含碳较高而可获取高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的部件。
又如为了投降18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,能够将钢的含碳量降至0.03 %以下,或参与比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们能够在增添钢的含碳量的同时适当地进步含铬量,做到既知足硬度与耐磨性的要求,又兼备—定的耐腐化功能,工业上用作轴承、量具与刃拥有不锈钢 9CR18和 9CR17MOVCO钢,含碳量虽高达0.85 ~0.95 %,因为它们的含铬量也响应地提升了,所以仍担保了耐腐化的要求。
总的来说,今朝工业中获取利用的不锈钢的含碳量都是比较低的,多数不锈钢的含碳量在0.1 ~0.4 %之间,耐酸钢则含碳0.1 ~0.2 %的。
含碳量大于0.4 %的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是因为在大多数使用条件下,不锈钢老是以耐腐化为主要目标。
不锈钢中各元素作用
• 3、对于工作温度在300℃以上、有较强腐 蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素 或超低碳不锈钢焊条。 如A137或A002等。
• 4、对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含 Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条。 如:A032、A052等。
• 钼(Mo):可以抑制合金钢由于火而引起 的脆性。
• 钛(Ti):使钢的内部组织致密,细化晶粒 力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接 性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当 的钛,可避免晶间腐蚀。
• 钒(V)能细化钢的晶粒组织,提高钢的强 度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏 体时,可增加钢的淬透性。
• 钨(W)能提高钢的耐磨性
• 铜(Cu)改善普通低合金钢的抗大气腐蚀 性能,特别是和磷配合使用时更为明显。
• 氮(N)能提高钢的强度,低温韧性和焊接 性,增加时效敏感性。
• 从以上图片可以看出:
1、Cr:防锈,不锈钢的主要组成; 2、Ni:奥氏体的形成元素;镍对酸碱有较高 的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力;
5、对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应 保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故 采用纯奥氏体焊条。
如A402、A407。
6、双相奥氏体钢焊缝碱性药皮与钛钙型药皮 焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在 实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大 都采用药皮类型代号为17或16的焊条
如A102A、A102、A132等。
• M 马氏体不锈钢 • F 铁素体不锈钢 • A 奥氏体不锈钢 • A一F 双相不锈钢。
三、不锈钢的焊条选用要点
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不锈钢所含各元素的作用
目前已知的化学元素有100多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。
对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。
这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。
实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
1).各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用
1-1.铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。
迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。
铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。
这种变化可以从以下方面得到说明:
①铬使铁基固溶体的电极电位提高
②铬吸收铁的电子使铁钝化
钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。
构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。
1-2. 碳在不锈钢中的两重性
碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。
碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥
氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。
所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。
认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的不锈钢。
例如工业中应用最广泛的,也是最起码的不锈钢——0Crl3~4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的,目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。
就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr13~2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。
又如为了克服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03%以下,或者加入比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也相应地提高了,所以仍保证了耐腐蚀的要求。
总的来讲,目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大多数不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢则以含碳0.1~0.2%的居多。
含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是因为在大多数使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。
此外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等。
1-3. 镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的
镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。
镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。
所以镍不能单独构成不锈钢。
但是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵
的性能。
基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
1-4. 锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍
铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量发展与应用,以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大,而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。
所以在不锈钢与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍的资源比较缺乏的国家,广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。
锰对于奥氏体的作用与镍相似。
但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降低钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。
在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的含锰量从0到10.4%变化,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。
这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢(如
40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等),但它们不能作为不锈钢使用。
锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2%的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。
例如,欲使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。
1-5.不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。
1-6.钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。
1-7.其他元素对不锈钢的性能和组织的影响
以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元
素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。
有的是和一般钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如钴、硼、硒、稀土元素等。
从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对于已讨论的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。
硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。
钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。
在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢(含1.2-1.8%钴)加钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。
硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005%硼,可使在沸腾的65%醋酸中的耐腐蚀性能提高。
加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。
少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。
因为当含有0.5~0.6%的硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。
熔池的凝固温度低于半溶化区时,母材在冷却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属承受,此时是不致引起裂缝的,即使在近缝区形成了裂纹,也可以为处于液态-固态的熔池金属所填充。
含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。
磷:在一般不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著,故含量可允许高一些,如有的资料提出可达0.06%,以利于冶炼控制。
个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%(如2Crl3NiMn9钢)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni钢)。
利用磷对钢的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素,PH17-10P钢(含0.25%磷)乃PH-HNM钢(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不锈钢中也是常有杂质元素。
但向不锈钢中加0.2~0.4%的硫,可提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。
硫和硒提高不锈钢的切削性能,是因为它们降低不锈钢的韧性,例如
一般18-8铬镍不锈钢的冲击值可达30公斤/厘米2。
含0.31%硫的18-8钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的冲击值为1.8公斤/平方厘米;含0。
22%硒的18-8钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的冲击值为3.24公斤/平方厘米。
硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。
如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti 钢中加少量的稀土元素,可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。
奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可显著改善锻造性能。
曾有一种含19.5%铬、23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。