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不锈钢的性能与组织及各元素的作用 不锈钢的性能与组织 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，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 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。
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不锈钢有一个基本元素，即它们都含铬。在含量大约为12%时，该元素通过自发形成一种稳定的、透明的钝化膜来延缓腐蚀。较高的合金含量可通过强化薄膜和快速自我修复薄膜来提高抗腐蚀性。商业品牌的不锈钢铬含量上限约为30%。 图所示为某一含碳量下的铬一铁双合金相图。所谓的γ环区（奥氏体）是在铬含量约为11-13%情况下产生的。如果其它奥氏体形成元素增加的话，铬含量可扩大至约16-18% 。特别应该注意的是碳、氮和镍的影响，它们可扩大稳定奥氏体的范围。图5表明了碳和氮元素的加入对边界移动的影响。 如果不锈钢在加热和冷却过程中通过γ相区。它经过铁素体——奥氏体——马氏体转变，而称为马氏体不锈钢，一般这样的不锈钢是磁性的类似铁并且可以通过热处理使其硬化。 另一方面，含铬17%的合金（很少甚至没有奥氏体形成元素）位于γ环的外边，保留了铁素体结构，但通过热处理不能使其硬化。也有磁性（由于铁素体结构）称之为铁素体不锈钢，铁素体不锈钢在所有温度下为一同相。
1Cr17钢有相当的深冲性能，同时易于抛光和冷成型，0Cr17Ti和1Cr17Ti冷成型性和深冲性能均较好。1Cr17，1Cr17Ti和0Cr17Ti均易于热加工，适合的热变形温度为1050-1150℃。为了获得微细晶粒和较好的塑性，热变形终止温度需<800℃并尽量低，同时在此温度下应有足够变形量。这三种不锈钢的热处理工艺为：700-800℃加热后空冷。1Cr17，1Cr17Ti，0Cr17Ti均可焊接，且1Cr17Ti和0Cr17Ti可焊性较1Cr17钢为佳。通常采用小电流、高焊速并使用焊接层次尽量少的焊接工艺。截面厚度尺寸大于6mm的板、管材不宜用作焊接结构件。1Cr17钢焊后不适于在导致其晶间腐蚀的氧化性酸中使用。当采用18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢焊条（或焊丝）进行焊接时，焊前不需预热，焊后也不需热处理。
高纯Cr30Mo2钢在各种介质中的不锈钢板耐腐蚀性能见表3-53和表3-54。由此可以看出，该钢在许多介质中优于含钼的Cr-Ni不锈钢00Cr18Ni13Mo2和双相钢0Cr25Ni5Mo2。在含NaCl，NaClO3的NaOH中，耐蚀性还优于纯镍。为此，高纯Cr30Mo2钢在隔膜法固碱降膜工艺上获得了应用。需要指出，在280℃，浓度为60%的NaOH中，只有当NaClO3浓度超过100ppm时，Cr30Mo2钢的腐蚀率才能从30-36mm/a降低到1-1.5mm/a的水平。高纯Cr30Mo2钢的耐H2SO4腐蚀性能见图3-96。 Cr30Mo2钢在氯化物溶液中，耐应力腐蚀和孔蚀以及缝隙腐蚀的性能好。例如，在42%沸腾MgCl2中，即使承受高应力也不产生破裂（图3-97）。在5%+FeCl3+0.05mol/1 HCl水溶液中，高纯Cr30Mo2耐孔蚀，缝隙腐蚀的性能优于含2% Mo的Cr-Ni奥氏体和双相不锈钢.
