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钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金
属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。
1-2. 碳在不锈钢中的两重性
碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的
含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主
要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的
30 倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，
从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。
认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的
不锈钢。
例如工业中应用广泛的，也是起码的不锈钢——0Crl3～4Cr13 这五个钢号的
标准含铬量规定为12～14％，就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决
定的，目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后，固溶体中的含铬量不致低于11.7％
这一限度的含铬量。
就这五个钢号来说由于含碳量不同，强度与耐腐蚀性能也是有区别的，0Cr13～
2Crl3 钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3 和4Cr13 钢，多用于制造结构零件，后两
个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造 具等要求高强度及耐磨的
零件。又如为了克服18－8 铬镍不锈钢的晶间腐蚀，可以将钢的含碳量降至0.03％
以下，或者加入比铬和碳亲和力更大的元素（钛或铌），使之不形成碳化铬，再如当
高硬度与耐磨性成为主要要求时，我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬
量，做到既满足硬度与耐磨性的要求，又兼顾—定的耐腐蚀功能，工业上用作轴承、
量具与刃具有不锈钢9Cr18 和9Cr17MoVCo 钢，含碳量虽高达0.85～0.95％，由于它
们的含铬量也相应地提高了，所以仍保证了耐腐蚀的要求。
总的来讲，目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的，大多数不锈钢
的含碳量在0.1～0.4％之间，耐酸钢则以含碳0.1～0.2％的居多。含碳量大于0.4
％的不锈钢仅占钢号总数的一小部分，这是因为在大多数使用条件下，不锈钢总是以
耐腐蚀为主要目的。此外，较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求，如易于焊接及
冷变形等。
锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些，锰的作用不在于形成奥氏体，
而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分
解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用
不大，如钢中的 含锰量从0 到10．4%变化，也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发
生明显的改变。这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大，形成的氧化膜
的防护作用也很低， 所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢（ 如
40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13 钢等），但它们不能作为不锈钢使用。 锰在钢中稳
定奥氏体的作用约为镍的二分之一，即2％的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体，并且
作用的程度比镍还要大。例如，欲使含18％铬的钢在常温下获得奥氏体组织，以锰
和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢，目前已在工业中获得应用，有的已成
功地代替了经典的18-8 铬镍不锈钢。
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镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的
镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体
的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24％；而只有含镍27％时
才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与
铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。
基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组
织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
1-4. 锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍
铬镍奥氏体钢的优点虽然很多，但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20％以下
的热强钢的大量发展与应用，以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大，而
镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区，因此在世界范围内出现了镍在供和需方面
的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）
中，特别是镍 的资源比较缺乏的，广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学
研究与生产实践，在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中
的镍。
