鐵素體不銹鋼合金化的主要目的

鐵素體不銹鋼合金化的目的可以歸結為4點：（1）改善耐蝕性；（2）提高強韌性；（3）改善抗氧化性；（4）改善機加工性。

眾所周知，不銹鋼的耐蝕性是由于一種相當薄的表面氧化膜（不導電），在鋼和使用環境之間提供了一種物理勢壘（阻擋層）使合金趨于鈍化狀態。所以提高耐蝕性的關鍵在于促使鋼的表面形成一種連續的（不因沉淀物、夾雜物或第二相的存在而間斷）、穩定的（不因強侵蝕環境而擊穿或由于缺陷的存在而喪失）、易修復的（被擊穿或機械破壞后能自行修復）氧化膜這是鐵素體乃至于全部不銹鋼合金化的主要出發點。

鐵素體不銹鋼的合金元素作用

鉻是氧化膜的主要成分，有助于形成更穩定的氧化膜，同時又是穩定鐵素體的主要元素，也是導致新型鐵素體不銹鋼不斷發展的一個重要元素。

鉬：能顯著增加鈍化膜的穩定性，在苛刻的侵蝕性環境中防止鈍化膜被局部擊穿。點蝕電位、臨界點蝕溫度（CPT）、臨界縫隙腐蝕溫度（CCT）都隨鉬含量的增加而提高。鉬對提高局部腐蝕抗力的效力約為鉻的3.3倍。鉻和鉬對耐氯化物溶液腐蝕性能的綜合影響可用點蝕指數（PI）來表示如下[7]：PI=%Cr+3.3×%Mo。鐵索體不銹鋼的強韌性主要通過鉻和鉬的固溶強化來達到。

硅和鋁：提高合金的高溫抗氧化性。

銅：有助于增加不銹鋼在還原性環境中的表面鈍性，如在還原酸環境中。

碳和氮：在鐵索體不銹鋼中．間隙元索碳和氮的含量是非常關鍵的。碳化鉻的沉淀可能導致敏化；碳氮化物沉淀可能導致高溫脆性，（C+N）總量較高時（>200ppm）可使大截面尺寸材料的廷性一脆性轉變溫度（DBTT）升高到室溫以上，把（C+N）總量降低到150ppm以下，使大截面尺寸材料在室溫下仍呈韌性狀態。

鎳：降低鐵索體不銹鋼的應力腐蝕抗力，但是，在不臺硫化物的環境中改善全面腐蝕抗力。

硫：趨向形成硫化物夾雜，尤其是錳存在時。硫化錳夾雜在鈍化氧化層中產生一個脆弱的區域。在酸性溶液中形成侵蝕性的硫化氫（H2S）氣體或形成促進腐蝕的接觸電池而使耐蝕性下降。所以，在超級鐵索體不銹鋼中硫含量控制在0.01以下。

鈦和鈮：是碳和氮的穩定化元素．也是一種穩定鐵索體的元素。眾所周知，碳和氮在α—鐵索體中的固溶度遠小于γ—固溶體，易在晶界富集導致敏化；同時，焊縫強度隨碳氮含量的增加而增加，但是，當（C+N）>0.01時，焊縫延性下降；當（C+N）>0.03時，焊縫廷性嚴重下降。因此，需要降低碳和氮的有效含量。其方法之一是加鈦和（或）鈮穩定化[8]，對碳含量為0.01～0.02的鋼，穩定化所需的*低鈦含量為Ti=0.15+3.7（C+N），鈮的需要量接近化學計算式：Nb=7（C+N）。在鈦和鈮聯合加入時，Nb+Ti=0.2+4（C+N）。但是，*佳含量仍需進一步研究。因為過量的穩定劑也會使DBTT升高。