马氏体、铁素体、奥氏体不锈钢中元素的影响

马氏体、铁素体、奥氏体不锈钢中元素的影响合金元素对马氏体铬不锈钢组织和性能的影响铬的影响（1）铬对钢的组织结构的影响相区或2-112-122-130.6％18％，在高温仍为纯奥氏体组织；高于18％Cr，钢中将由铁素体和奥氏体两相27％Cr图2-11铬含量对单一的奥氏体相区和溶碳极限的影响图2-12铬对含C0.6%的Fe-Cr-C合金组织的影响（2）铬对淬透性的影响C2-13。图2-13410型马氏体不锈钢端淬曲线铬对物理性能的影响12％-25%1％Cr1.5x10-4AFe—Cr的导热系数．但铬含量12％—15％时，其降低速度迅速减少。此外，铬还增加钢的电阻，马氏体铬不锈钢的电阻是普通钢的4—6倍。铬对力学性能的影响2-142-15铬钢中的铬含量与力学性能之间的关系。图2-14铬含量对马氏体不锈钢淬火硬度的影响图2-15铬含量对退火后的Fe-Cr合金力学性能的影响图2-14铬含量对退火后的Fe-Cr耐大气腐蚀的影响铬对耐蚀性和抗氧化性能的影响铬是目前使钢钝化并赋予良好耐蚀性和不锈性的唯—有工业使用价值的元12％、见图2—16。在高温H2S2-1.17%~18%2-17.表2-1铬钢在100%H2S介质中的腐蚀速度图2-17铬含量对Fe-Cr合金在稀硫酸和稀硝酸中的耐腐蚀性的影响铬对抗氧化性能的影响4~9700~850℃。碳的影响图2-18碳对含15.5%-16%Cr马氏体钢淬火硬度的影响在马氏体铬不锈钢中，碳是除铬外的另一重要元素。它是奥氏体形成元素，形成奥氏体的能力为镍的30倍。为了使钢具有不锈性所需的铬含量约12%，对于铁一铬合金而言，这样的铬含量巳使相区封闭，使钢成为单一的铁素体组织，间变动，视钢中的铬含量而定。通常，低碳含量的钢中铬含量不能太高；随着钢2-12。2-18。同时钢的强度相应提高，而塑性相应降低。碳对钢的耐蚀性是不利国素，这是由于碳与铬形成碳化物夺取了钢中的铬．使钢的耐蚀件下降。钼的影响图2-19钼对马氏体不锈钢在不同温度淬火后硬度的影响钼是铁素体形成元素．促进2-19。根据铬和碳对淬火马氏体铬不锈钢硬度影响的相互制约关系。如果BBB1％，过高的钼量将促进铁素体的形成而引起一些不利影响。合金元素对马氏体铬镍不锈钢组织和性能的影响镍的影响（2）镍对钢的组织结构的影响2-280.04C-18CrMs由于镍扩大铁一铬合金的区相和+相区，有可能使低碳的铁一铬合金具马氏体铬不锈钢的铬含量Ms2-28）的双重作用，将使钢成为单相在所有合金元素中其共效果最好，见图3-29。在特定的碳、铬含量条件下，这一作用可使钢获得满意的相变效果和最大硬度值。图2-29合金元素对0.1C-17Cr钢铁素体数量的影响镍对可淬性的影响2-302-31。由图可知，对于0.21％-0.24％，含铬近于20％2%~4％Ni性。在沉淀硬化不锈钢中．钢的硬化特性与镍含量间的关系见图2-32性能．镍的加入提高了马氏体不锈钢的回火稳定性，见图2-33。可见，少量的镍即可有效地降低回火的软化程度。图2-31镍对0.1C-17Cr钢硬化特性的影响图2-32不同碳含量的马氏体沉淀硬化不锈钢的硬化特性和镍含量之间的关系镍对力学性能的影响0.1%C10％~20％Cr2-3Cr-Co-Mo2-34。对力学性能影响的最佳镍含量为18％左右。在其基础上，增加镍含量，则屈服强度下（2-322-66％~8％Ni5％Ni8％Ni镍对时蚀性能的影响室温（30℃）5％H2SO4Fe-Cr钢中镍含量增加．耐蚀性随之提高，拐点出现于10％Ni，在马氏体不锈钢的镍含量范围内，亦显示出镍的良好作用。见图2-35。在气蚀条件下，镍明显地改13％Cr2％Ni1％Ni3（2-36。因此提高在流动的含泥沙水中的耐磨烛性能。钼的影响2-372-3812％CrM2X在过时效的情况下，由于钼合金化的M2X具有极高的稳定性，减缓了由M23C60.5％~4％范围内变动，过高的钼将促进铁素体的形成，对钢将带来不利影响。Fe-Cr-Ni2-39然，2％左有的钼可使钢在不同固溶处理条件下经冷处理均保持较高的硬度。钼含量超过一定值后，由于铁素体量增加，硬度开始下降。在以Fe2MoLaves和由Fe-Mo-Cr相等金属间化合物强化的低碳的Cr-Mo-Co2-40Ms并考虑。铝的影响2.5~3.02-4117Cr-4Ni-3Mn2-42。铜的影响铜是一种奥氏体形成元素，其能力远低于镍，约是镍的30％。在普通铬12Cr-2Ni2-43金中，铜具有相似影响。见图2-44。研究结果表明，铜对马氏体硬度没有明显M2X钴的影响12％Cr2-717Cr-4Ni17Cr-4Ni-2Mo2-45；随着钴含量增加，硬化效果随之增加，而且在500℃50h2-46LavesFe-Cr-Mo系的相等，由于钴的价格昂贵，仅限于一些特殊用途的钢中采用。650℃回火1h碳和氮的影响不超过0.2％，沉淀硬化不锈钢的碳含量大多＜0.1％，马氏体时效不锈钢的碳含量＜0.03％。碳含量＜0.03%的超低碳马氏体时效不锈钢具有良好的耐蚀件和韧性，通过时效硬化可获得高的强度。该引起重视。钛的影晌0.7％~1.1％Ti1470~1615MPa，2-47。过高的钛含量特使钢的裂纹敏感性提高，即提高钢的脆性破断倾向。对x10mm（纹的拉伸试验表明，当钛含量1.08％以下时，最长裂纹试样的强度与光滑试1.08％Ti2-48铁素体不锈钢合金元素对铁素体不锈钢组织和性能的影响Cr11％~15％型、Cr16％~20％Cr21％~30％NNi铬的影响铬是使铁素体不锈钠具有铁素体组织并具有良好耐蚀性的主要元素。相和3-23-21~3-22相的沉淀在一些介质中，同样显著降低钢的耐蚀化（3-2。也下降。特别是当铬含量＞15％~16％后，其韧性的下降更加明显（图3-24（3-2~25％以下，随铬量增加，钢的强度下降；而当高于~25％后，则铬量增加，钢的强度稍有提高（图3-25。这种现象一般解释为．Cr＜~25％时，随铬量增加，纯铁25％而使钢的强度提高。（Fe-CrH2SO4

corrEp3-273-28下问题。Fe—Cr化电流密度iPP

（活性溶解时的最大电流密度）逐渐减小，这表明Fe-Cr合金中铬量越高则越易钝化；3-2810％~13％时，临界钝化电流曲线（E 曲线）13％p25℃1MFe—Cr电流（iP

即钝态下的腐蚀电流，随合金中铬量的增加而逐渐减小，合金也就越耐蚀。Fe-Cr（即腐蚀）3-29（）可以看出，10％硫酸或盐酸中，除含铬量很高的合金外．合金在阴极、阳极极化物曲线均交于阳极曲线的溶解段，如曲线上1，2，3，4……，铬含量越高，腐蚀电流密度越大。含铬~24％的合金，依腐蚀的具体条件而定，曲线若交于活性溶解段就交于钝化区，合金则具有耐蚀性。在10％硝酸中，阴极、阳极极化曲线相交于图中1，2，3，4，点，腐蚀电流随合金中铬量的增加而显著减小。当含铬量13％以上时，曲线交于钝化区，则合金耐蚀。3-30（全面）腐蚀性能的影响。可以看出，HNO3H2SO4、稀HClH2SO4（3—313-31~12％时的腐蚀速度达6000mm/a，而当铬量≥25％时，由于钝化，合金的腐蚀的速度则趋于零。国内在湿法磷酸条件下（90℃，70％H3PO44％H2SO40.5%硫酸铁十0.5％F60ppmcl-）研究了铬、钼含量对铁素体不锈钢耐蚀性的影响，部分结果见表3-3在试验条件下显著提高铁素体不锈钢耐蚀性的铬量应＞25％X般说来，随钢中铬量的增加，铁素体不锈钢耐点蚀，耐缝隙腐蚀性能提高。图3-32~3-333-4Cr—Ni锈钢。铬在铁素体不锈钢中，随钢中铬量的提高，钢的晶间腐蚀敏感性降低。图3-34系有关的示意图。MgCl2（即外加载荷接近钢的断裂强度时，铁素体不锈钢产生晶间应力腐蚀断裂，且此种倾向随钢中铬量的提高而降低（3-35穿晶应力腐蚀裂纹，而且这些穿晶应力腐蚀裂纹系滑移带优先溶解的结果。在10％NaCl0.9-1.0250~650℃S3-36中铬量增加，钢的耐应力腐蚀性能下降。若根据此结果，高铬（Cr22％-26％）NacI250℃3-36降低钢的耐应力腐蚀性能主要是由于铬量的提高加速了250~650℃时效后沉淀的结果。钼的影响钼是铁素体不锈钢中仅次于铬的重要元素。相，特别是相的析出；通过固溶强化使铁素体不锈钢的硬度、强度提高，塑性下降；进一步提高铁素体不锈钢的脆性转变温度和缺口敏感性，降低钢的韧性，钼在铁素体不锈钢中最重要的作用是提高钢的耐蚀性．特别是钼的耐点蚀，耐缝隙腐蚀等性能。3-118％Cr20％Cr相，相析出温度和时间的影响。可以看出，钼在含铬20％的高纯铁素体钢中，仅对18％相和对5％20％Cr而并无相存在，这说明钢中钼量更有利于钢中相的形成。3-37Mo25％的铁素体不锈钢而言．无论是C的高纯钢。还是C≤0.08％的非高纯钢，含钼量在~2％以下，对钢的脆性转变温度似无显著影响，含钼量再高．Mo提高钢的脆性转变温度的作用才较明显的显示出来。Mo（3-38。Mo效果似远大于铬量的提高。向铁素体不锈钠中加入Mo，主要目的是提高钢的耐蚀性。钼能促进合金的钝化，从而使铁素体不锈钢在还原性介质中的耐蚀性提高。图3-39Fe-Cr3-51NH2S04中的试验结果。可以明显看出钼的有效作用。一些试验还指出，向Crl7％~18％2％~3％Mo，可使此钢耐常压下任何浓度醋酸的腐蚀。Mo3-63-73-40~3-42Mo≥~2％Cr％3xMo％（或3.3xMo％）的量来表征该钢号的耐点蚀力量。此当量值越高，则此铁素体不锈钢的耐点蚀能力越强。3-83-43~3-44试验结果。3-916％CrNi，Mo3-45MoNi1％17％Cr比不含钼或低钼钢具有更好的耐应力腐蚀性能。碳和氮的影响70年代以来，出现了工业生产的低碳、氮和超低碳、氮的高钝（C+N≤150ppm）铁素体不锈钢，研究本上解决。由于碳和氮都且强烈形成并稳定奥氏体，扩大Fe-Cr区的元素，因两相区向更高铬量的方向移动。从而使含碳、氮量较高的铁素体有可能出观铁素体+马氏体（奥氏体）双向3.2~3.30.013%，0.015%时，两11.5%~17C0.04%，N0.03%时，两相区铬含量可达~12%；26%。碳、氮量提高还使两相区最宽处的温度向更高温度方向移动。素体不锈钢的性能产生非常重要的影响。15％~18％不锈钢的脆性转变温度明显上移（3-46~3-47。此外，钢的缺口敏感性，冷却速度效应和尺寸效应也随钢中碳、氮量的增加而显著恶化。量提高，钢的脆性转变温度同样升高（3-48。C+N增加（3—49奥氏体不锈钢（3-50。3-51，CNCr21Mo365％HN033-52C+N0.008％，16％Cr5％NaCl3-52CN10％FeCl3·H2OCr21M03表3-103-54C+NCNCN3-103-54C,N，CrSi，Mn，S，P的工业纯铁素体不锈钢而言，C+N含量要比表3-10和图3-54中数据为低。镍的影响镍与碳、氮相似。同样可使Fe—Cr两相区向更高铬浓度的方向移动（3-4。为了使含镍的铁素体不锈钢具有单一的钝铁素体组织，随镍量28％Cr704℃时效后的冲击韧性，是由于镍促进钢中钢中的形成，但是进一步研究结果表明，镍对铁素体不锈钠中相的析出影响并不显著。475℃的析出。3-11，3-55~3-57镍的良好作用，目前常用的一些高铬、钼铁素体不锈钢中，在控制钢中C十2％~4％Ni。向铁素体不锈钠中加入Ni，在某些介质中可进一步提高钢的耐一般腐蚀，3-123-58Cr28Mo4而言，镍的加入则是有害的（3-123-59~3-613-5918％Cr钢中随镍量增加，钢的耐应力腐蚀性能下降且敏化态（1050℃水冷）较3-60130℃MgCl2量在1％以下，无论何种状态，此钢对应力腐蚀均不敏感，含镍量到1.5％，冷轧和敏态化．试样出现了应力腐蚀；含镍量高到2％在退火、冷轧和敏化三种状杰下均出现应力腐蚀断裂；含镍量再高，当达到5％时，仅固溶态（1050℃水冷者）出现断裂；当达到8％时，则仅冷加工念出现断裂。图3-61的结果则表明，铁素体不锈钠的应力腐蚀断裂，既与含镍有关又与所受的应力水平有关。有关镍量对铁素体不锈钢应力腐蚀行为影响的机理至今尚未取得一致的见解。一般认为，镍的加入对铁素体不锈钢的滑移，膜破裂和再钝化行为等均产生影响，镍提高钢的膜破裂倾向，延缓再钝化速度并显著增加钢的氢脆敏感性。钛和铌的影响 ·70CN150ppmCr26Mo1C+N≤0.005％~0.0077％C+NC、NTi、Nb由于Ti和Nb是铁素体形成元素，在Fe-Cr相图中可使+相界向低铬方向移动。因此．含钛、铌的铁素体不锈钢一般均具有单一的铁素体组织；向钢中加人Ti．Nb，可使钢中铬的碳，氮化物转而形成Ti，Nb的碳．氮化物并细化铁素体不锈钢的晶粒。C、NTi，NbTi,NbNbTi，因此工业应用的铁素体不锈钠TiTi+NbNbNb3-62Cr18Mo2CNTi/cNTi/cN即有过剩TiCr18Mo2Ti/CNCr18Mo23-13CN氮和超低碳、氮铁素体不锈钢时的参考。3-63~3-64Ti，NbTi、Nb加．Cr18Mo2钢的脆性转变温度提高。国内研究了含碳量极低（0.001％~0.002％，CN0.014％~0.015％的高00Cr18Mo2Ti，Nb3-14）n，Nb00Cr18Mo2些析出物（或夹杂物）而产生应力集中，结果导致解理裂纹在析出物（或夹杂物）理面扩展直至断裂。采用蚀抗技术得出，Cr18Mo2钢的解理面为{100}，解理裂纹系沿＜100＞，方向扩展。向铁素体不锈钢中加入Ti，Nb3-153-16Ti18％CrTiC2S2MnSNbCu3-6519Cr-0.4Cu~0.4％其他元素的影响Si，MnAl冷加工成型性。3-663-6700Cr17CuNb00Cr17CuNb件，特别是深冲性。3-683-6900Cr19Nb00Cr19Nb≥0.4％Cu的有利作用主要是铜抑制铁素体不锈钢的阳极溶解并减缓点蚀的成核和扩展过程。Cu3Cu≤0.9％NiCu≤1.3％。MnSi≤1.0％AI≤0.2％多系做为脱氧S）因素。在铁素体不锈钢中，除SiAlMn，Si，A1Mn≤1.0％、Al≤0.2％，对铁素体不锈钢的脆件3-70Cr25Mo33-71≥0.05％，则随铝量增加，钢的脆性转变温度提高。合金元素对奥氏体不锈钢组织和性能的影响碳的影响304-19（42％MgCl2中的耐应力腐蚀的性能。450—850℃加热，碳可与钢中的铬形Cr23C660年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢大都是碳含量0.03％0.024-204-210.02%还会增大铬镍奥氏体不锈钢的点腐蚀倾向（4-2。以免铬的碳化物析出。铬的影响进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果。铬对组织的影响）18％8％（图4—23。就这一点而言，常用的18Cr8Ni在奥氏体不锈钢中，随着铬含量的增加，一些金属间相（相）的形成倾向增大（图4-24如前所述，，相的析出不仅显著降低钢的塑性和韧性，而且在一些条件下还降低钢的耐蚀性。奥氏体不锈钢中铬含量的提高可使马氏体转变温度（Ms）下降。从而提高奥氏体基体的稳定性。因此，高铬（比如超过20％）奥氏休不锈钢即使经过冷加工和低温处理也很难获得马氏体组织。Cr23C6；当钢中含有钼或铌时，还可见到Cr6C形成在某些条件下对钢的性能会产生重要影响。铬对性能的影响一般来说，只要奥氏体不锈钢保持完全奥氏体组织而没有铁素体等的形成．仅提高钢中铬含量不会对力学性能有显著影响。一些还原件介质、有机酸、尿素和碱介质的性能；铬还提高钢耐局部腐蚀，比如晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀以及某些条件下应力腐蚀的性能。4-254-26ClF的酸性氯化物中，铬含量必须25％才更为有效。浓硫酸（90％以上）铬含量同样对改善耐蚀性非常有益（4—27。4-28~4-31铬对耐蚀性的良好作用：在含ClFH3PO427％耐蚀性；在稀硫酸中，铬含量超过20％~23%后耐蚀性显著提高；在尿素实际生00Cr17Ni14Mo21825%的铬镍奥氏体不锈钢才显示最佳耐蚀性。的耐晶间腐蚀是有益的。3304-32一些研究结果。境而异。在MgCl2Cl4-3335％Fe-Cr-NiCl4-34140℃的45％Na0H5％NaClFe—Cr—Ni合金应力腐蚀行为的影响。镍的影响锈钢具有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能，而且由于表面膜稳定性的提高．从而使钢还具有更加优异的耐一些还原性介质的性能*〔1）镍对组织的影响0.1％18％8％，这便是最18—8残余的铁素体可完全消除，并显著降低相形成的倾向（4-35；同时马氏体M相变（图4-3。但是，镍含量的增加会降低碳在奥氏体不锈钢中的溶解度。从而使碳化物析出倾向增强。（2）镍对性能的影响镍对奥氏体不锈钢特别是对铬镍奥氏体不锈钢力学件能的影响主要是由镍4-364-37。具有稳定奥氏4-384-3917-14-2（钼）奥氏体不锈钠中的铁素体，从而提高其热加工著提高钢的成材率。（4—40~4-42镍还是提高奥氏体不锈钢耐许多介质穿晶型应力腐蚀的唯一重要元素。4-42强氧化介质硝酸外，镍含量的提高都是有益的。4-43~4-45或受到抑制。4-46腐蚀的性能，镍的作用并不显著。镍所至。钼的影响（及铬镍氮（H2S04，H3P04）及缝隙腐蚀等性能。钼对组织的影响相、Laves成元素之间的平衡。钼对性能的影响加之钢中常常存在少量（）制造和应用过程中，要注意防止钢中金属间相的形成。钼在奥氏体不锈钢中的主要作用是提高钢的耐还原性介质的腐蚀性能和耐4-47~4-51HN03硝酸的腐蚀，除非硝酸小含有F、Cl等离子。图4-52~4-54所示为钼村铬镍奥氏休不锈钢耐点腐蚀和缝隙腐蚀性能的影当于铬的三倍左右也已为试验所证实。以下的钼对奥氏体不锈钢的耐应力腐蚀性能有害（4-55，但是由于常见铬镍奥氏体不锈钢多氮的影响氮早期主要用于铬锰氮（铬锰镍氮）奥氏体不锈钢中，以节约钢中的镍。近0.05％~0.10％钢的强度，使之达到含稳定化元素钛的或普通低碳（c≤0.08％）奥氏体不锈钢的水平，同时耐晶间腐蚀和晶间应力腐蚀性能优良；中氮型含有0.10％~0.50％（包括0.40％以上。在加压条件下冶炼及浇注，主要在固溶态或半冷加工态下使用，既具有高强度．又耐腐蚀。现在氮含量达到0.8％~1.0％水平的高氮奥氏体不锈钢已经开始工业化生产，并获得实际应用。氮对组织的影响氮是非常强烈地形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素。它形成奥氏体30Cr2N物析出和延缓（）相的形成（4-56。氮对性能的影响、（4-194-57~4-590.10％60~100MPa10锈钢达到非常高的强度，而其断裂韧性并不降低（4-604-61程用材料具有重要意义。体不锈钢耐蚀性作用的前提。4-62~4-6730适量氮可提尚奥氏体不锈钢耐晶问腐蚀和晶间应力腐蚀的性能主要是出于Cr23C6（图4-56,降低晶界处格的贫化度（图4-684-694-70氮还可形成NH4

PH

—，有利于钢的3一。0.12％~0.15％出还提高钢的晶间腐蚀敏感性。铜的影响1％~4铜对组织的影响范围内变动，在此含量范围内，铜对钢的组织没有明显影响。铜对性能的影响铬镍奥氏体不锈钢冷成形性的几个重要参数，如加工硬化系数（n值、塑性应变比（r）值、杯突深度值（E）和锥形杯突值（C.C.V）着钢中铜含量增加，nrEC.C.V4-710Cr16Ni70Cr17Ni7不锈钢室温力学性能和加工硬化系数（n）4-724-20Cr17Ni74-73~4-750Cr18Ni9（304）钢冷加工硬化倾向和冷加工压缩开裂倾向等的影响。可明显看出，钢对的一些用途中。因而当钢中铜含量较高时，镍含量也应相应提高。4-76~4-794-3用机制的结果指出，铜的加入系加速不锈钢中钼的溶解，形成MoO

，强烈促使4不锈钢中铬的钝化及铬向表面膜中富集．从而导致钢的耐蚀性提高。一些实验表明，在氧化性介质（比如硝酸）中，铜的加入并不降低钢的耐蚀（4-800.1MH2SO418Cr-8Ni另外，铜会降低铬镍奥氏体不锈钢的耐点腐蚀和耐应力腐蚀的性能硅的影响0.8％~1.0％视其用途不同，含量多在2%~7％范围内。对于耐氯化物应力腐蚀、耐浓硝酸和浓硫酸的腐蚀．硅是铬镍奥氏体不锈钢中不可缺少的重要合金元素。硅对组织的影响铁（）尚，奥氏体形成元素（主要是镍和氮）含量也要相应提高。图4-81为硅00Cr18Ni5SiM23C6式为M11

(C,N)。2硅对性能的影响硅对奥氏体不锈钢性能的重要影响主要表现在对耐蚀性的重要作用。（0.8％~1.0％以下4-82Cr6的硝酸中硅都提高钢在固溶态和敏化态的腐4-831％固溶态晶间腐蚀的影响。可看出硅含量达到0.8%~1.0％时，钢的固溶态晶间腐在尿素生产实际条件下（高温高压尿素甲铵液中，也曾观察到硅的这种不良影响。在硅含量极低时（比如0.1％，铬镍奥氏体不锈钢具有良好的耐硝酸腐蚀（4-82（0.015％以下）外，控制尽量低的砖含量（0.1％以下）也是其一个重要条件。与此同时．硅含量极低的铬镍奥氏体不锈钢具有良好的耐固洛溶晶间腐蚀的性能（4-831％硝酸性能有所下降（图4-34，但却导致在浓硝酸和含Cr6的耐蚀性，包括耐固溶态晶间腐蚀的性能显著提高，部分实验结果示于图4-844-854％Si钢小磷的有害作用（4-86）硅在奥氏体不锈钢中的另一个重要作用是显著提高钢在高温浓硫酸（H2SO498％H2SO4）中的耐蚀性。这同样是由于在钢表面上形成稳定的富硅氧化膜。虽然大量实验室实验已证实硅显著提高铬镍奥氏体不锈钢在高浓氯化物中的耐穿晶型应力腐蚀性能（42％MgCl2硅奥氏体不锈钢并未在解决氯化物应力腐蚀中获得大量应用。锰的影响2％，正常生产中多控制在1.5％左右。而在近期发展的高氮奥氏体不锈钢中，为了提高氮的溶解度，目前已出现高锰含量锰对组织的影响锰是比较弱的奥氏体形成元素，但具有强烈稳定奥氏体的作用。图4-87~4-89Fe-Cr-Mn-N14％~15％体组织的。由于不锈钢中铬含量必须大于17％才有比较满意的耐蚀性。因此目Cr-Mn-Ni-N1Cr17Mn6Ni5N利1Cr18Mn8Ni5N等。而无镍的Cr-Mn-N奥氏体不锈钢仅有0Cr7Mn14N2％的组织（包括奥氏体的稳定性）没有明显影响。比如对于含0.3％~1.7%锰的0Cr18Ni9Ti的关系，以及马氏体点Md（30／50）等基本上没有差别。锰对性能的影响Cr-Mn-N4-90Cr-Mn-N（4-91。（铬锰氮钢无法获得铬镍奥氏体不锈钢那样优良的低温韧性。4-9200Cr22Ni21Mo4Nb下降（4-93~4-96。一些实验甚至指出，只要把18Cr-8Ni2％Mo18Cr-8Ni1.0％0.5％约了钢中的锰，而且降低了钢中硫化锰含量，提高了钢的耐点腐蚀能力。研究表明，向铬镍奥氏体不锈钢中加入2％以上的锰，除对于—些焊接材料（焊丝、焊带等）是为了提高焊缝的抗热裂倾向外（一般加入3％~7％锰，对其耐蚀性并没有什么有益影响、在某些条件下甚至是有害的。图4-97和4-982％以上的锰对一些不锈钢耐点腐蚀和尿素生产环境中腐蚀的实验结果。至丁以锰代镍的节镍和无镍奥氏体不锈钢，其耐蚀性上要取决于钢中的铬、目前出现了向高Cr-Ni-Mo3％-10％Mn（常压下氮量可达到~0.5％C（20％~25%M（5％高镍耐蚀合金之间缺少高耐蚀，高牌号的高铬钼不锈钢的空白。代表件牌号有00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN0.5（654SMo。钛和铌的影响腐蚀发生。饱和奥氏体是不稳定的，在适当温度（400~850℃）再加热或经过焊接（即所谓遭受敏化M23C6同下会产处晶间腐蚀。作为稳定钢中碳的元素，优先与碳结合形成TiCNbC，防止或减少M23C6TiCNbC3.997.7818Cr-8Ni或5xC％~0.7％，铌含量力不少于10xC，0.020.02％。Ti/C18Cr-8NiTi/C≥5.0~5.54-99为采用电化学动电位再活化法（EPR）所取得的实验结果，图中的Ir材料的再活化率，该值越高，晶间腐蚀倾向越大。

/I为a常常要求在固溶处理（以使钢中碳充分溶解）TiC，NbC850~900℃2h4-1004-10118Cr-8Ni18Cr-8Ni）中形成少量铁素体。同时，钛中所含NbN（18Cr-8Ni18Cr-14Ni-2Mo给不锈钢的性能来—些新的困难和问题．主要是：（氮化钛以及它们与氧化铝的混合夹杂）严重，修磨量大，成材率低。始．并且抛光成本提高。③含钛不锈钢焊后容易出现刀口腐蚀。AOD,VOD60年代末到70（18Cr-8Ni18Cr-14Ni-2Mo为主到以低碳~0.06%）和超低碳（0.02％~0.03%C）不锈钢为主的过渡。目前，美、日等先进1%~2%80施朝这个方向努力。硫的影响硫在奥氏体不锈钢中主要被视为有害杂质，因此其含量要求限制在0.03%~0.035％以下。但是由于硫的加入可提高奥氏体不锈钢的切削性能。故在易切削不锈钢中使用时，硫被看成为合金元素硫的有害作用主要是降低奥氏体不锈钢的热塑件，从而影响热加工性（图4-1024-103MnS（Fe,Mn）SMnS（4-954-964-104Mn/S较好，这与硫化物夹杂中铬含量提高因而难于在酸性氯化物中溶解有关（图4-10。硫的有益作用是提高钢的切削性能（图4-106。这主要是由于细小的硫化0.015%~0.035%范围内。磷的影响磷在奥氏体不锈钢中一般被看作是有害杂质．而不是合金元素。标淮中规定P≤0．035％~0.045％。磷对奥氏体不锈钢的有害作用主要表现为：磷显著降低铬镍奥氏体不锈钢（18Cr-8Ni25Cr-20Ni）Cr64-1074-11000Cr18Ni14Mo265％HN030.009％的固溶试样上未见沿0.012％00Cr18Ni14Mo27000h65％HNo30.01％0.05％。硝酸级和尿素级奥氏体不锈钢便属于严格控制磷含量的典型用途。硼的影响硼在奥氏体不锈钢中是非常用元素，它在奥氏体不锈钢中的作用利大于弊。18Cr-8Ni不锈钢中硼0.006％改善热加工性，并可抑制含铅易切削不锈钢中铅对热加工性的恶化作用（图4-1114-112。硼是提高奥氏体不锈钢热中于吸收截面的重要元素。图4-113为硼含量和板0Cr18Ni52％硼时，其冲击韧性可降至5.88~9.8J/cm2TiB2~2%）2不锈钢的上述脆性问题（4-114。18Cr-8Ni是却提高钢在硝酸中的腐蚀速度〔图4-115间应力腐蚀的敏感性。因此，在一些用途中（比如硝酸级不锈钢）已经要求将18Cr-8Ni10ppm稀土元素的影响4-11600Cr25Ni20果亦佳。（以及耐热钢奥氏体不锈钢耐蚀性影响的研究，报道相对较少。是在较长时间敏化态者才有效（图4-117。00Cr18Ni11不锈钢中加入~0.101NCaCI285mV高到加入0.056135mVCe141研究了稀土元素对00Cr18Ni14Mo2稀土元素有明显的脱硫作用，随着钢中稀土元素含量的增加，硫含量降低（图4-11：绝大部分形成稀土夹杂物，极少量（几十ppm）固溶于奥氏体中；稀土元素在钢中优先与氧结台生成氧化物〔含30％~70％铈合生成稀土的氧化物（合30％~50％铈，还会形成附着在稀土氧化物上或包围Mno.MnS00cr18Ni14Mo2（4-119关。合金元素对铬镍双相不锈钢组织和性能的影响镍的影响镍是强烈的形成奥氏体和扩大5-8双相不锈钢中，随镍量、温度的不同，钢中相量增长的示意（）相的形成，增加钢的脆化氏体的转变温度，从而改善钢的冷加工变形性能。镍对约25％铬钢力学件能影响的研究结果表明，随镍量增加，钢的组织结构从纯奥氏体向?双相过渡。在双相范围内。随镍量增加，钢中相5-95％10％双相区内可稳定在200~250J/cm2左右。25％45％MgCl2~2％6％~8％时（钢中40％50％)，（5-10。5-115-12Ni5-1122％4％~6％时的双相不锈钢和含25％时，钢中合镍4％~8％时的双相不锈钢，具有最好的耐点蚀性。从图5-225%~7％的双相不锈钢、镍的变化对钢在固溶态的耐Ni25Cr-2.5Mo-3cu-0.15N5％；28Cr-25Mo-15Cu-0.15N8％。NiCr-Ni体不锈钢中基本相同，此处就不向多述了。氮的影响区的元素。且其能力远远大于镍。在双相不锈钢中，在高温下氮稳定奥氏体的能力也比镍大。因而，氮在双相不锈钢中具有防止其焊后出现单相铁素体的重要作用，从而导致含氮的第二代双相不锈钢的涎生。图5-13便系氮的此种影响的实际试验结果。氮形成并稳定奥氏体且扩大加之，前已述及的氮在双相不锈钢中不仅有利于相比例的控制，而且可显（例如焊后含氮的双相不锈钢获得了迅速发展和广泛应用。5-14~5-17奥氏体中，提高了钢中相的耐蚀性；氮原子可消耗H，减缓了微区pH降，起到了缓蚀作用。研究氮对双用不锈钢耐缝隙腐蚀性的影响的部分结果见图5-1800Cr25Ni6Mo3与对点蚀的影响是一致的。氮的作用机制也与前述对点蚀的影响基本相同。氮对双相不锈钢耐应力腐蚀性能的影响，随试验介质的不同而有所差40％CaCl200Cr18Ni5Mo3Si225％NaCl1％K2Cr2O75-230％MgCl2方法得出的结果表明，00Cr18Ni5Mo3Si2钢中，随氮量的增加，耐应力腐蚀性能增加，当氮量在0.11％时达到最大值，随后，氮量再增加，则耐应力腐蚀性5-19)，25Cr-5Ni-2Mn锰的影响Cr—Ni(＜2％Mn＞2%0Cr25Ni5Mo3Mn8％有观察到钢中Mn≥5％后，钢的硬度有所提高，这与钢中相及其它析出相的存在有关；在750~950（（5-21成的形成或相析出，铬的贫化有关。Cr-NiNi，曾发展了以NiCr-Mn-N(-Ni)Cr-Mn-N(-Ni含量。而获得Mn，Ni，N双相不锈钢的一些特性，这也是在双相不锈钢中的重要作用。奥氏体不锈钢一章中的图4-88Cr＞15％Mn量，虽然得不到纯奥氏体组织，但可以得到Cr185Ni＜65％，0.12％~0.15％N，调整锰量也能得到18％，Mn12％~19％，N≤0.35％Ni的Ni≥3％，Fe-Mn-Ni系Cr-Mn-Ni-NCr-Mn-N501Cr18Mn10Ni5Mo3N600Cr17Mn14Mo2N二个牌号。铜的影响Cr-NiCu,60℃，70％H2SO4Cr1.5Cr28％时，Cu1％。在有足够铬量存在的前提MoH2SO4H2SO45-22Cu25Cr-Ni-2.5Mo-0.25NH2SO4H2S30Cr8Ni3％Cu钢的综合性能。铬的影响钢中均曾加以介绍。铬在双相不锈钢中，其作用除了强烈形成，稳定和缩小双相不锈钢的耐蚀性提高。这与铬降低钢的钝化电流．使钢易钝化，使钝态更加稳定，从而减小钢在钝态的双相不锈钢中，铬量越高，其耐蚀性越佳。但是，在一些还原性介质和强氧化性（例如，浓和发烟硝酸中)，单靠铬的钝化同样难以维持?Ni，Mo，Si，Cu其相配合，才能使双相不锈钢达到只有优良耐蚀性的目的。图5-23至图为铬含量对双相不锈钢耐点蚀性能的影响以及双相范围内，Cr，Ni5％H2SO4Ni≥4％，后的双相不锈钢才具有较好的耐一般腐蚀性能，铬量对提高对双相钢的耐稀H2SO4钼的影响MoMo强烈形成铁素体并缩小双相不锈钢中，有利于相的形)的)脆化倾向。对于含钼量＞3.5％的高钼双相不锈钢而言，钼量的增加，3.5％(例如含钼量~6％)的高钼双相不锈钢发展与应用的主要障碍。但是，除氧化性介质外，MoCr,Ni，Mo双相不锈钢中最重要的合金化元素。Mo对双相不锈钢耐点蚀性能影响的实验结果见图5-27和表5-3。显然，随钼量的增加，两种Cr25型双相不锈钢的耐点蚀性均显著提高。Mo对双相不锈钢耐缝隙腐蚀性能的影响的实验结果见图5-28和表5-4。Mo5-28空冷处理后，由于双相钢几乎变为单相铁素体组织，而且有大量碳、氮化物，甚至有)相析出，从而导致钢的耐缝隙腐蚀性能下降，Mo的有效作用大大降低。MoMo的应力腐蚀条件下，Mo5-540％CaCl2，100℃液中的结果，同样可看出Mo的良好作用。MoMo（＞35％）双相5％~6％Mo-95％Ni-0.25％N的高钼双相不锈钢在10％FeCl3，6H2O中的临界缝隙腐蚀温47.5℃，Mo2％~3％,Cr25％12.5℃。在MoCrMoCr可提高不锈钢在还原性介质个的热力学稳定性，而使钢的耐蚀性增加；Mo耐蚀性的改善。硅的影响

2)，产生的缓蚀作用，有利于钢的4硅在双相不锈钢中，强烈形成铁素体，促进)相的形成，且随钢Cr,MoCrMo(Mo5％~6％)能延缓硅量最好在≤0.10％Si的影响非常类似。其中，Si对双相不锈钢非敏化态晶间腐蚀的有益作用与在Cr-Ni5-29Si23Cr-7/10Ni-0.1N40％HNO3Cr640％HN034％Si种作用仍然是表面氧化硅膜的形成所致。Si还能显著提高双相不锈钢的抗氧化性能。钨的影响Mo5-3025Cr-7Ni-3Mo-N5-31考虑含钨的双相钢焊接热影响的耐点蚀性和钨对双相不锈钢冲击韧件的影响，25Cr-7Ni-3Mo-N~2%5-33Laves合金元素对相比例的影响研究表明。Cr—Ni比例主要由钢的化学成分决定。Cr当量

Ni

的影响Fe—Cr—Ni5—2)，Fe,Cr,Ni有些则系钢中并不需要或对钢的组织性能有不利影响而又不能完全去除的杂质元素。Schaeffler5-34)。此相图随后又推广应用于可变形的权相不锈钢中。Schaeffler图中把钢中主要的合金元素分为二类：促进形成奥氏体）相的元素称为奥氏Ni，N，C，Mn，Co铁素体形成元素，主要有相和相的能力分别以Ni当量

和Cr

NiCr1，NiCr相的能力就定义为该元素18—8Cr—Ni1％Mo2％Cr，MoCr2。SchaefflerDelong量时．则Cr—Ni吻合，即：P＝Cr当量

/Ni

时，则P值称为当量比，当量比P是决定双相不锈钢中相比例的主要参数。根据式（1（2，将双相不锈钢中的主要化学元素加以计算，便可得出日前常用Cr，NiSchaeffler两相的量。合金元素在二相