铁素体不锈钢合金化的主要目的

铁素体不锈钢合金化的目的可以归结为4点：(1)改善耐蚀性；(2)提高强韧性；(3)改善抗氧化性；(4)改善机加工性。

众所周知，不锈钢的耐蚀性是由于一种相当薄的表面氧化膜(不导电)，在钢和使用环境之间提供了一种物理势垒(阻挡层)使合金趋于钝化状态。所以提高耐蚀性的关键在于促使钢的表面形成一种连续的(不因沉淀物、夹杂物或第二相的存在而间断)、稳定的(不因强侵蚀环境而击穿或由于缺陷的存在而丧失)、易修复的(被击穿或机械破坏后能自行修复)氧化膜这是铁素体乃至于全部不锈钢合金化的主要出发点。

铁素体不锈钢的合金元素作用

铬是氧化膜的主要成分，有助于形成更稳定的氧化膜，同时又是稳定铁素体的主要元素，也是导致新型铁素体不锈钢不断发展的一个重要元素。

钼：能显著增加钝化膜的稳定性，在苛刻的侵蚀性环境中防止钝化膜被局部击穿。点蚀电位、临界点蚀温度(CPT)、临界缝隙腐蚀温度(CCT)都随钼含量的增加而提高。钼对提高局部腐蚀抗力的效力约为铬的3．3倍。铬和钼对耐氯化物溶液腐蚀性能的综合影响可用点蚀指数(PI)来表示如下[7]：PI=％Cr+3．3×％Mo。铁索体不锈钢的强韧性主要通过铬和钼的固溶强化来达到。

硅和铝：提高合金的高温抗氧化性。

铜：有助于增加不锈钢在还原性环境中的表面钝性，如在还原酸环境中。

碳和氮：在铁索体不锈钢中．间隙元索碳和氮的含量是非常关键的。碳化铬的沉淀可能导致敏化；碳氮化物沉淀可能导致高温脆性，(C+N)总量较高时(>200ppm)可使大截面尺寸材料的廷性一脆性转变温度(DBTT)升高到室温以上，把(C+N)总量降低到150ppm以下，使大截面尺寸材料在室温下仍呈韧性状态。

镍：降低铁索体不锈钢的应力腐蚀抗力，但是，在不台硫化物的环境中改善全面腐蚀抗力。

硫：趋向形成硫化物夹杂，尤其是锰存在时。硫化锰夹杂在钝化氧化层中产生一个脆弱的区域。在酸性溶液中形成侵蚀性的硫化氢(H2S)气体或形成促进腐蚀的接触电池而使耐蚀性下降。所以，在超级铁索体不锈钢中硫含量控制在0.01以下。

钛和铌：是碳和氮的稳定化元素．也是一种稳定铁索体的元素。众所周知，碳和氮在α—铁索体中的固溶度远小于γ—固溶体，易在晶界富集导致敏化；同时，焊缝强度随碳氮含量的增加而增加，但是，当(C+N)>0.01时，焊缝延性下降；当(C+N)>0.03时，焊缝廷性严重下降。因此，需要降低碳和氮的有效含量。其方法之一是加钛和(或)铌稳定化[8]，对碳含量为0.01～0.02的钢，稳定化所需的最低钛含量为Ti=0.15+3.7(C+N)，铌的需要量接近化学计算式：Nb=7(C+N)。在钛和铌联合加入时，Nb+Ti=0.2+4(C+N)。但是，最佳含量仍需进一步研究。因为过量的稳定剂也会使DBTT升高。

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