不锈钢的元素是哪些?

元素的作用是什么?

不锈钢的元素:

不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢材有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。

不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,有些钢的ωc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。

扩展资料:

不锈钢的物理性能:

1、密度:碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;

2、电阻率:电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;

3、线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;

4、碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。

5、高的电阻率,约为碳钢的5倍。

6、大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。

7、低的热导率,约为碳钢的1/3。

铝合金和普通钢材的比较:

铝合金和普通钢材相比,具有弹性模量较低,可焊性差及成本高等缺点,但铝合金却具有质轻、抗腐蚀性能好、耐寒、耐久性好及美观等优点。

全面、客观地评价铝材性能,不难看出,铝材尽管有其缺点,但总的来说,仍是较为理想的建筑材料。就其发展趋势而言,在许多工程领域中有一定的使用前景。

由于铝合金具有比钢材更优越的特性,铝合金结构在国外已较广泛地应用于大跨、桥梁及预应力等多种金属结构中。尤其是用于高耸结构,例如:英国在曼彻斯特建有高18.3m,重仅有152kg的铝合金电杆,德国在多特蒙特建造了高76m的铝合金无线电塔等等。

我国铝资源十分丰富,在发展和应用铝合金轻金属方面具有很大的潜力和优势。铝合金材料已广泛应用于建筑工程的围护和装饰之中。铝合金在建筑结构中的应用亦引起了工程界的重视,并开创了一些工程实例。但铝合金在高耸结构方面的实际工程在国内还未见。

参考资料来源:百度百科——不锈钢

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第1个回答  推荐于2016-12-01
在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学
元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特
殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢
的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮
、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的
元素。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元
素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在
这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此
不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。
一、铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,
每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成
为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促
使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面
得到说明:

①铬使铁基固溶体的电极电位提高

②铬吸收铁的电子使铁钝化

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。

二、 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。
例如工业中应用最广泛的,也是最起码的不锈钢——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%这一最低限度的含铬量。
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弹簧、刀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。

三、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。

四、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 的资源比较缺乏的国家,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。
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40Mn18C
r4,50Mn18Cr4WN、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。

五、不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。

六、钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。

七、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响
以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能
与组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一
样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如
钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相
对于已讨论的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为
它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。

硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。

钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高
速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。在一般
不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢(含1.2-1.8%钴
)加钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用
途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。

硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005%硼,可使在沸腾的65%醋酸
中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态
塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向
增大,但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。因为当含
有0.5~0.6%的硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。熔池
的凝固温度低于半溶化区时,母材在冷却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊
缝金属承受,此时是不致引起裂缝的,即使在近缝区形成了裂纹,也可以为处于液
态-固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的
用途。

磷:在一般不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一
般钢中那样显著,故含量可允许高一些,如有的资料提出可达0.06%,以利于冶
炼控制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%(如2Crl3NiMn9钢)以至0.
08%(如Cr14Mnl4Ni钢)。利用磷对钢的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢
的合金元素,PH17-10P钢(含0.25%磷)乃PH-HNM钢(含0.30磷)等。

硫和硒:在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0.2~0.4%的
硫,可提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性
能,是因为它们降低不锈钢的韧性,例如一般18-8铬镍不锈钢的冲击值可达30公
斤/厘米2。含0.31%硫的18-8钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的冲击
值为1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8钢(0.094%C、18.4%Cr、9%N
i)的冲击值为3.24公斤/平方厘米。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实
际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。

稀土元素:稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。如向C
rl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素,可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和
减少钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元
素(铈镧合金),可显著改善锻造性能。曾有一种含19.5%铬、23%镍以及钼铜锰
的奥氏体钢,由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成
各种型材。本回答被提问者和网友采纳
第2个回答  2015-04-16
不锈钢化学元素有哪些作用

( 1 )碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差. ­
(2)硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.­
(3)磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.­
(4)锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.­
(5)硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.­
(6)钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性. ­
(7)铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.­
(8)钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.­
(9)钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.­
(10)钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.­
(11)镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.­
(12)硼;当钢中含有微量的(0.001 - 0.005%)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高. ­
(13)铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.­
(14)铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显
第3个回答  2020-12-25

不锈钢制品与我们的日常生活密切相关,不锈钢的主要组成元素是()。A . 铜、锌B . 铜、铁、铬C . 铁、碳D . 铁、铬、镍

第4个回答  2011-03-17
组织类型 序号 牌号 化学成分,%
碳 硅 锰 磷 硫 镍 铬 钼 其他 国外牌号
奥氏体型 1 0Cr18Ni9 0.07 1 2 0.035 0.03 8.00-11.00 17.00-19.00 - - TP304
2 1Cr19Ni9 0.04-0.10 1 2 0.035 0.03 8.00-11.00 18.00-20.00 - - TP302
3 00Cr19Ni9 0.03 1 2 0.035 0.03 8.00-12.00 18.00-20.00 - - TP304L
4 2Cr23Ni13 0.2 1 2 0.035 0.03 12.00-15.00 22.00-24.00
5 0Cr23Ni13 0.08 1 2 0.035 0.03 12.00-15.00 22.00-24.00 - -
6 2Cr25Ni20 0.25 1 2 0.035 0.03 19.00-22.00 24.00-26.00
7 0Cr25Ni20 0.08 1 2 0.035 0.03 19.00-22.00 24.00-26.00 TP310S
8 0Cr17Ni12Mo2 0.08 1 2 0.035 0.03 10.00-14.00 16.00-18.50 2.00-3.00 - TP316
9 1Cr17Ni12Mo2 0.04-0.10 <0.75 2 0.03 0.03 11.00-14.00 16.00-18.00 2.00-3.00
10 00Cr17Ni14Mo2 0.03 1 2 0.035 0.03 12.00-15.00 16.00-18.00 2.00-3.00 - TP316L
11 0Cr19Ni13Mo3 0.08 1 2 0.035 0.03 11.00-15.00 18.00-20.00 3.00-4.00 TP317
12 00Cr19Ni13Mo3 0.03 1 2 0.035 0.03 11.00-15.00 18.00-20.00 3.00-4.00 TP317L
13 1Cr18Ni9Ti 0.12 1 2 0.035 0.03 8.00-11.00 17.00-19.00 Ti 5×(C%-0.02)~0.80 TP321H
14 0Cr18Ni10Ti 0.08 1 2 0.035 0.03 9.00-12.00 17.00-19.00 Ti >5×C% TP321
15 1Cr18Ni11Ti 0.04-0.10 <0.75 2 0.03 0.03 9.00-13.00 17.00-20.00 Ti 4×C%~0.60
16 0Cr18Ni11Nb 0.08 1 2 0.035 0.03 9.00-13.00 17.00-19.00 Nb ≥10×C%
17 1Cr19Ni11Nb 0.04-0.10 1 2 0.035 0.03 9.00-13.00 17.00-20.00 Na+Ta≥8×C%~1.00
18 0Cr18Ni13Si4 0.08 3.00-5.00 2 0.035 0.03 11.50-15.00 15.00-20.00
19 0Cr18Ni12Mo2Ti 0.08 1 2 0.035 0.03 11.00-14.00 16.00-19.00 1.50-2.50 Ti 5×C%~0.70
20 1Cr18Ni12Mo2Ti 0.12 1 2 0.035 0.03 11.00-14.00 16.00-19.00 1.50-2.50 Ti 5×(C%-0.02)~0.80
21 1Cr18Ni12Mo3Ti 0.12 1 2 0.035 0.03 11.00-14.00 16.00-19.00 2.50-3.50 Ti 5×(C%-0.02)~0.80
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