不锈钢中的化学成份及作用是什么?

Question

如题所述

Answer 1

1、碳（C）：钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0.23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%.碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性.
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅.如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素.硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢.在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅,强度可提高15－20%.硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢.含硅1－4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片.硅量增加,会降低钢的焊接性能.
3、锰（Mn）：在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0.30－0.50%.在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%.含锰11－14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等.锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能.
4、磷（P）：在一般情况下,磷是钢中有害元素,增加钢的冷脆性,使焊接性能变坏,降低塑性,使冷弯性能变坏.因此通常要求钢中含磷量小于0.045%,优质钢要求更低些.
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素.使钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,在锻造和轧制时造成裂纹.硫对焊接性能也不利,降低耐腐蚀性.所以通常要求硫含量小于0.055%,优质钢要求小于0.040%.在钢中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常称易切削钢.
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性.铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,因而是不锈钢,耐热钢的重要合金元素.
7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性.镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力.但由于镍是较稀缺的资源,故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢.
8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变).结构钢中加入钼,能提高机械性能.还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性.在工具钢中可提高红性.
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂.它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性.改善焊接性能.在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀.
10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂.钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒,提高强度和韧性.钒与碳形成的碳化物,在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力.
11、钨(W)：钨熔点高,比重大,是贵生的合金元素.钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性.在工具钢加钨,可显著提高红硬性和热强性,作切削工具及锻模具用.
12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降.在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力.铌可改善焊接性能.在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象.
13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料.
14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜.铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能.缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低.当铜含量小于0.50%对焊接性无影响.
15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂.钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢.铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力.铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能.
16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度.
17、氮(N):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性.
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素.这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土.钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能.在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性.

Answer 2

奥氏体不锈钢

在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

参考资料：百度

Answer 3

绝大部分是铁,含很少的碳、锰等杂质,比一般的钢含碳量低很多是它的优点.目的当然是防止构成原电池,防腐蚀呗

Answer 4

不锈钢之所以有优良的防锈性和抗腐蚀性，在于不锈钢表面的Cr易与大气中的氧生成Cr2O3的致密钝态氧化膜2，将大气中的水气及氧阻绝在外，保护基材不继续受氧化影响而腐蚀，即使材料本身受到外力或化学方式破坏表面，Cr2O3也能迅速再生成。
除耐蚀性之外，不锈钢亦具有耐热性、耐高温腐蚀性、高温强度等优点，另一方面不锈钢机械性质虽不如碳钢，但加工硬化现象较碳钢为高，因此常使用加工硬化来达到强度的要求。
导磁性部分，一般传统观念认识不锈钢一定没有磁性，甚至以此来判断不锈钢和碳钢，但其实不然，在不锈钢中，具沃斯田铁相的不锈钢才具有无磁性特点（但不包括冷作加工后的），肥粒铁和麻田散铁相的不锈钢依旧具有磁性。
不锈钢既为一高合金钢，其成份影响材料特性甚巨，各添加的合金元素对不锈钢的影响整理如下：
1、铬Cr：
为不锈钢主要的添加元素，一般在12%以上，因可生成Cr2O3钝态保护膜，是不锈钢具耐蚀性最大的原因，Cr含量的增加，保护膜的稳定度也相对提升。能耐高温氧
化及氧化酸，但还原酸（H2SO4、HCL）会溶去Cr2O3氧化膜使之无法重新生长故仅含铬的不锈钢在还原酸的环境中受腐蚀的速率仍高。另外Cr也是肥粒铁相的 安定元素（Cr当量表示肥粒铁相的安定度），使不锈钢具有质软延展性好、高温强 度佳的特性。
2、镍Ni：
铬钢中加入Ni可增强不锈钢钝态保护膜在还原酸中的耐蚀性，同时也是沃斯田铁相的安定元素（Ni当量表示），使高温沃田铁相在常温仍继续保持安定。另外增加Ni的添加可减低不锈钢的加工硬化性使之具有韧性。
3、碳C：
加入C可因原子间隙强化而提高不锈钢的强度，同时是沃斯田铁相的安定元素，但因敏化（后述）的影响，而有局部腐蚀现象（晶界腐蚀），故以腐蚀观点来看，宜降低含碳量（0.03%以下），但会降低强度和硬度，此时可利用后续的加工硬化来达到要求的强度，或添加N来改善（C：N = 1：2）。
4、硅Si：
杂质成份，可减少高温时的锈皮产生、增加耐热性、高温强度佳、肥粒铁相的安定元素。
5、锰Mn：
提高强度、可取代Ni的添加（Mn：Ni = 4：1，可降低成本）、沃斯田铁相安定元 素，但对炼制的过程来说，添加过多的Mn会严重侵蚀炉壁。
6、磷P：
杂质成份，一般在0.045%（0.04%）以下。
7、硫S：杂质成份，一般在0.03%以下，但增加S可改善材料的切削性（因沃斯田铁相不锈 钢材质黏韧，切削加工性不良，亦会造成刀具的毁损，而S与Mn生成MnS纺锤 体组织的介在物，易切断车屑）。
8、钼Mo：
增加Mo可强化钝态膜，有利于耐孔蚀，提高对氯离子的抵抗性；2%以上的Mo可有效改善耐硫酸侵蚀的效益；另一方面亦增加硬化能4、肥粒铁相安定因素。
9、铜Cu：
增加非氧化性气氛的耐蚀性；3%以上的Cu有析出强化效果；降低不锈钢加工硬化 效应，使之易冷作成形；但热间加工性差、会发生热脆化。
10、氮N：
沃斯田铁相安定因素，增强常温及高温的强度（与C同），但几乎不影响耐蚀性。
11、钛Ti、铌Nb、钽Ta：
再钢中取代Cr与C形成安定化的碳化物，减少Cr23C6的析出而产生缺铬区（抗敏化，钛的添加量为Ti = 5(or 6) x C，0CR，或Ti = 5 x (C-0.02)），1CR。但Ti添加太多时，在铸造时容易堵塞铸嘴。近年来由于低碳钢种开发（xxxL），使得加Ti的使用 减少许多。
12、铝Al：
晶粒细微化、析出强化效果。
13、硼B：
可增加Cu的固溶量：提高冷加工性。
14、硒Se：
改善切削性质。本回答被提问者采纳