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。
1Cr18Ni12Mo2Ti，0Cr18Ni12Mo2Ti，00Cr17Ni14Mo2钢适于制造化工、化肥、石油化工、印染、原子能等工业的设备、容器、管道、热交换器等。
这三种不锈钢的钼含量分别比 1Cr18Ni12Mo2Ti， 0Cr18Ni12Mo2Ti，00Cr19Ni13Mo2钢高～1%，因而在稀硫酸、磷酸以及醋酸、甲酸等有机酸中的耐蚀性和耐蚀性和耐氯化物孔蚀性能均有进一步提高。就耐蚀性而言，1Cr18Ni12Mo3Ti
<0Cr18Ni12Mo3Ti<00Cr19Ni13Mo3。超低碳不锈钢00Cr19Ni13Mo3，不仅耐晶腐蚀性能不低于含Ti的1Cr18Ni12Mo3Ti和0Cr18Ni12Mo3Ti，而且焊后无刀状腐蚀。 与此同时，钢中不存在氮化钛夹杂，因而纯净度高。 1Cr18Ni12Mo3Ti0Cr18Ni12Mo3Ti和00Cr19Ni13Mo3多用于化工、石油、纺织、 造纸以及原子能后处理工厂中制造耐稀硫酸和有机酸的设备，部件以及管道、容器等。
00Cr25Ni20(Nb)钢的冷、热加工性能良好，适宜的热加工温度为900-1150℃。适宜的冷加工工艺与18-8不锈钢相同。冷加工的中间退火温度00Cr25Ni20(Nb)以1000-1150℃为宜，而不含铌的00Cr25Ni20则可在850-950℃进行。00Cr25Ni20(Nb)易成型，切削性能与18-8不锈钢没有显著差别。
00Cr25Ni20(Nb)的固溶处理温度范围为1000-1150℃，钢中含铌时可选用此范围的上限，加热、保温后需快冷。
00Cr25Ni20(Nb)可焊性良好，可选用钨极氩弧焊，金属极氩弧焊和手工电弧焊，手工电弧焊更为合适。焊件厚度≤6mm时用直径2.5mm的焊条，焊件厚度超过6mm时则用直径≤3.2mm的焊条。由于00Cr25Ni20不仅碳量低且纯度高，因而焊接热裂倾向小。但是含铌的00Cr25Ni20Nb则具有较高的焊接热裂倾向，这与焊接时钢中铌化物低熔点共晶的形成有关。当进行00Cr25Ni20(Nb)管板堆焊时，可采用00Cr25Ni20MoMn钢作为堆焊材料。
χ相和Laves相
χ相主要出现在含钼的不锈钢中，是具有体心立方结构的金属间化合物，每个晶胞内含有58个原子，代表的化学成分是Fe36Cr12Mo10。但是由于金属原子的相互置换，其化学组成可在一定的范围内变动。在奥氏体不锈钢中，该相的实际成分多为（FeNi）36Cr18Mo4。χ相主要在晶界，非共格孪晶界和晶内的位错处开始生成。晶内生成的χ相与奥氏体基体保持一定的位向关系。
Laves相（η相）是B2A型固定原子构成的金属间化合物。在含钼或铌的奥氏体不锈钢中形成的Laves相成分分别为Fe2Mo和Fe2Nb。该相具有六方结构，每个晶胞中含有12个原子。与碳化物，б相和χ相等相比，Laves相在钢中生成较慢，生成量也较少，且主要是晶内沉淀，与奥氏体基体也保持一定的位向关系。为形成该相，对B，A原子的相对大小有严格的要求：两者原子半径的比值不得大于1.225。
影响χ相和Laves相沉淀的因素是相似的。钢中合金元素有重要影响。钼、硅和钛会加速χ相和Laves相的形成，特别是钼的作用更为明显；镍、碳和氮含量的提高对这两种相的沉淀均有抑制作用。冷加工对这两种中间相的沉淀速度和沉淀量有不太强的促进效果。
奥氏体不锈钢中χ相和Laves相的沉淀，也像б相一样，导致耐蚀性下降及塑性、韧性的降低。但是由于这些相的沉淀温度与碳化物及б相的沉淀温度大体上相重合，因而在实际时效过程中，单独出现χ相或Laves相的情况是极少见的，这些相总是与碳化物、б相等相伴随而出现，且往往是次要相和后生相。所以，这些相的形成对不锈钢耐蚀性和力学性能的影响常常被作为主要相的碳化物或б相的作用所掩盖。
