鋼的成分、結(jié)構(gòu)和組織,這三者決定了鋼材的性能,它們既相互區(qū)別,又相互滲透,并分別在不同程度上相互制約著。鋼的各種性能都受這內(nèi)在三因素的控制作用,其程度或大小是不同的。當然,化學(xué)成分應(yīng)是基礎(chǔ),只有在這個基礎(chǔ)上,才能談到結(jié)構(gòu)和組織的作用。當化學(xué)成分給定時,鋼的某些性能就主要是由結(jié)構(gòu)類型所控制的。不銹鋼也是這樣。
為了改善和提高鋼的某些性能并使之獲得某些特殊性能,在冶煉過程中,有意加入的元素稱為合金元素。采用的合金元素有鉻、鎳、錳、氮、鈦、鈮、硅、鉬、銅、鎢、釩、鋁、鋯、鈷、硼、稀土元素等。磷、硫、氮等一般被認為是鋼中的有害元素,但在某些情況下也起合金元素的作用。鋼中合金元素的含量各有不同,有的高達百分之幾十,如鉻、鎳、錳等;有的則低至萬分之幾,如硼。其成分及含量是根據(jù)需要而確定的,各有差異。
合金元素在鋼中與鐵和碳這兩個基本組元的作用,以及它們彼此之間相互作用,影響著鋼中各組成相、組織和結(jié)構(gòu),促使其發(fā)生有利的變化,從而提高和改善鋼的綜合性能,顯著提高和改善鋼的工藝性能,如淬透性、回火穩(wěn)定性、易切削性、可成形性能和可焊性等;還可使鋼獲得一些特殊的物理化學(xué)性能,如耐熱、不銹、耐腐蝕等。這些性能的改善和獲得,一部分是由加入合金元素的直接影響,而大部分則是由合金元素影響鋼的相變過程所引起的(鋼材進行熱處理,對改善性能也是非常重要的措施),合金元素所起的作用,與其本身的原子結(jié)構(gòu)、原子大小和晶體點陣等的差異有關(guān)。
在不銹鋼中含有大量的合金元素,如鉻、鎳、錳、鈦、鈮、氮、硅、鋁和銅等。了解合金元素在鋼中的作用,則可以幫助我們了解各鋼種所具有的不同特性,從而為正確使用鋼材奠定理論基礎(chǔ)。