合金元素系指人们为了获得所需要的组织和各种性能向不锈钢中加入的具有一定含量范围的元素。向不锈钢中加入的合金元素主要是金属元素,如Cr、Ni、Mo、Si、Cu、Mn、W等,但也有非金属元素,如C、N等。


  向不锈钢加入的合金元素的主要去向和作用是:合金元素作为溶质,以原子状态进入以铁(Fe)为溶剂的固态溶液中,形成不锈钢的各种基体组织(固溶体);各合金元素间相互作用,形成各种化合物;有的合金元素(如Cu、Pb等)当其含量超过它在钢中的溶解度时,还可以较纯的金属相存在于基体中;一些比较活泼的元素和与钢中氧、硫等结合力强的一些元素,还可形成各种非金属夹杂物(见本书第9章不锈钢的质量控制的内容)。不锈钢中的合金元素正是通过这些作用对钢的组织和性能产生各种影响。


  由于不锈钢的组织与性能在许多条件下主要由钢中的合金元素所决定,因此,研究不锈钢中成分、组织、性能之间的关系一直为人们所关注。



  通俗地说,不锈钢的性能系指在外界化学、力学、物理等因素的作用下不锈钢的行为。例如,在化学介质作用下,钢的不锈性和耐蚀性等;在力学因素作用下,钢的强度,塑、韧性等;在物理因素作用下,钢的导热性、磁性等。


  向钢中加入合金元素,这些合金元素本身的特性会自然带给添加它们的新合金。前面所述及的向钢中加入铬可使钢具有不锈性,就是因为铬元素本身既不生铁锈,又具有远比铁强得多的钝化能力并能使钢钝化。当钢中铬量≥12%,这种钝化作用便显现了出来。向不锈钢中加入其他合金元素,这些合金元素(多种元素时则是它们之间的复合作用)的特性同样会带给添加它们的各类不锈钢。合金元素对不锈钢性能的影响,一是合金元素直接影响不锈钢的性能,二是通过前面叙述的改变不锈钢的组织结构来影响不锈钢的性能。一般说来,合金元素所直接影响的主要是不锈钢的不锈耐蚀性(当然在一些条件下也影响其他性能,例如固溶强化作用等),而组织结构所影响的主要是钢的力学,冷、热加工性,焊接、物理等性能(当然在一些条件下也影响钢的不锈耐蚀性,例如由于一些化合物析出的影响)。在不锈钢中对钢的许多性能的影响又常常是钢的化学成分和钢的组织结构共同作用的结果。除了合金元素外,影响不锈钢性能的因素还很多,后面再另做介绍。






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