鉻與鎳在不銹鋼中作用
鉻在不銹鋼中的決定作用
每種不銹鋼都必須含有一定數量的鉻。迄今為止,還沒有不含鉻的不銹鋼。
鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加12%以上的鉻作為合金元素以后,鋼表面自動形成一種非常薄的無色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜(即鈍化膜),這層膜的形成大大緩減了鋼的氧化。
鎳與鉻配合在不銹鋼中發揮重要作用鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結構。
在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結構,
從而改善和加強鉻的鈍化機理,其抗晶間腐蝕能力得到提高,同時如加工性、可焊接性和韌性等機械性能提高。即300系不銹鋼
然而,鎳并不是唯一的奧氏體形成元素,常見的奧氏體形成元素還有:碳、氮、錳、銅等。
最著名的是下面的公式:奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
所以,在不銹鋼板材中通過增加一定量錳、氮元素,也可以形成奧氏體不銹鋼,即200系不銹鋼。
雖然碳是一種較強的奧氏體形成元素,但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中,
因為在焊接后它會造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍,
但由于溶解度問題,只能在不銹鋼中添加數量有限的氮。
添加錳和銅會造成鋼材使用過程中的焊接問題。
200系列的不銹鋼中,是用足夠的錳和氮來代替鎳,鎳的含量越低,所需要加入的錳和氮就越高,形成100%的奧氏體結構,因此200系不銹鋼具備奧氏體鋼的無磁特性。但由于抗晶間腐蝕和抗點腐蝕能力明顯低于300系不銹鋼,使用范圍具有局限性。
所以從以上不難看出鉻和鎳在不銹鋼中的重要作用,不言而明,其價格也直接影響不銹鋼價格。