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How do chemical elements affect the formation of stainless steel

2015-10-14 994

Effect of Cr, Si and Al on stainless steel
Cr、Si、Al是F形成元素，是不锈钢取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，起激烈的钝化作用并使不锈钢的化学稳定性失掉提高。 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低温的强度。
Ni对不锈钢的影响
Ni是扩展A元素，当Ni大到9%时，可以取得稳定的A组织。Ni能使不锈钢表面钝化，扩展钢在酸中的钝化范围。独自使用Ni来取得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。不锈钢中参加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离子发生点腐蚀。3.提高A钢的热强性。由于是F化元，参加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才能。Cr-Ni不锈钢中参加Cu会发生弥散硬化组织，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的参加量一般大于5倍的C，Nb的参加量一般大于8倍的C，这样可以使大部分的C形成碳化物，避免形成Cr23C6，从而增加了贫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，关于含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，当参加多种元素时，它们的作用不是复杂的叠加或抵消，因为它们相互之间有时会发作新的物理化学作用。

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