鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,在介質的作用下,鉻能促進鋼的鈍化使之具有不銹性和耐蝕性。


  早期的研究工作表明,在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,碳含量為0.1%,鉻含量為18%時,自1100℃速冷,能在室溫獲得單一亞穩定奧氏體組織所需的鎳含量最低值約為8%。因此,常用的18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼是鉻、鎳配比最為適宜的一種鋼。


  在奧氏體不銹鋼中,隨著鉻含量的增加,σ相形成的傾向加大,當鋼中含有鉬時,鉻含量的增加還會促進x相的形成。這些金屬間化合物的析出顯著降低鋼的塑性和韌性,而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性。


  奧氏體不銹鋼中鉻含量的提高將降低馬氏體轉變溫度Ms(式(9.9)),從而提高奧氏體的穩定性。因此,鉻含量超過20%的高鉻奧氏體不銹鋼即使經過冷加工和低溫處理也很難出現馬氏體組織。


  一般而言,只要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有鐵素體的生成,僅提高鉻含量不會對鋼的力學性能有明顯的影響。


  鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是其耐蝕性:提高鋼的抗氧化性介質和耐酸性氯化物介質的性能;在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻提高耐一些還原性介質、有機酸、尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐晶間腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕及耐某些條件下應力腐蝕的性能。


  圖9.57為鉻對Fe-Cr-10Ni奧氏體不銹鋼在氧化性介質中耐蝕性的影響。在65%沸騰的硝酸中,隨鉻含量的提高,Cr-Ni鋼的耐蝕性急劇增加的臨界鉻含量約為12%,而具有最低穩定的腐蝕速率的最佳鉻含量應為18%。


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  對于含Mo、Cu的Cr-Ni奧氏體不銹鋼在一些含Cl-和F-的酸性氯化物中,鉻含量必須大于25%才更有效(圖9.58)。


  在奧氏體不銹鋼中,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益的。


  鉻非常有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點蝕和縫隙腐蝕性能。當鋼中同時有鉬和氮的存在時,鉻的這種作用大大加強。雖然根據研究,鉬的耐點蝕及耐縫隙腐蝕的能力為鉻的3倍左右,氮為鉻的30倍,但當鋼中鉻含量不足時將難以發揮鉬、氮的有效性。


  鉻對奧氏體不銹鋼耐應力腐蝕的影響視介質條件和使用環境而異。在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用通常是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質、高溫高壓水及以點蝕為起源的應力腐蝕環境中,提高鋼中鉻含量對其耐應力腐蝕性能是有益的。鉻和鎳對奧氏體不銹鋼耐苛性(NaOH)應力腐蝕也是有益的。