(1) ni 鎳在不鏽鋼中的主要作用在於它改變了鋼的晶體結構。在不鏽鋼中增加鎳的乙個主要原因就是形成奧氏體晶體結構，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不鏽鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體結構稱為鐵氧體，呈體心立方(bcc)結構，加入鎳，促使晶體結構從體心立方(bcc)結構轉變為麵心立方(fcc)結構，這種結構被稱為奧氏體。
然而，鎳並不是唯一具有此種性質的元素。常見的奧氏體形成元素有：鎳、碳、氮、錳、銅。
這些元素在形成奧氏體方面的相對重要性對於**不鏽鋼的晶體結構具有重要意義。目前，人們已經研究出很多公式來表述奧氏體形成元素的相對重要性，最著名的是下面的公式：奧氏體形成能力=ni%+30c%+30n%+0.
5mn%+0.25cu%
(2) mo 鉬作為鋼的合金化元素，可以提高鋼的強度，特別是高溫強度和韌性；提高鋼在酸鹼溶液和液態金屬中的抗蝕性；提高鋼的耐磨性和改善淬透性、焊接性和耐熱性。鉬是一種良好的形成碳化物的元素，在煉鋼的過程中不氧化，可單獨使用也可與其他合金元素共同使用。鉬作為鐵的合金新增劑，有助於形成完全珠光體的基體，能改善鑄鐵的強度和韌性，提高大型鑄件組織的均勻性，還可以提高熱處理鑄件的可淬性。
含鉬灰口鑄鐵具有很好的耐磨性，可作重型車輛的閘輪和剎車片等。鑰為難熔金屬，熔點高(2625℃)。鑰固溶到基體金屬中能提高固溶體的再結晶溫度。
鉬是縮小γ-fe相區、擴大α-fe相區的合金元素，又是強碳化物形成元素。對提高耐熱鋼的熱強性有較好的作用。鉬在鐵中可顯著地抑制鐵的自擴散，提高固溶體的再結晶溫度。
在含鉬的低合金耐熱鋼中，鉬的作用是強化固溶件及形成性質優異的細小的碳化物相。
(3) v 釩為難容金屬，熔點高（1910）。釩是縮小y-fe相區，擴大a-fe相區的合金元素，是強碳化物形成元素。對提高耐熱鋼的熱強性有較好的作用。
釩在耐熱鋼種的作用與鉬鎢類似，但與彈門不同的是釩不能強化固溶體，也不能提高固溶體的再結晶溫度。釩在鐵素體和奧氏體耐熱鋼中之所以能提高其熱強性都是通過形成細小均勻分布的碳化物而起作用的，因為釩的碳化物是一種十分穩定的碳化物。釩是提高鐵素體型耐熱鋼的熱強性的有效元素，釩也在奧氏體型耐熱鋼中獲得應用，但含量一般在百分之0.
3-0.5之間。
(4) si 矽是耐熱鋼中抗高溫腐蝕的有益元素，同時，在鋼中加入矽也能改善它在室溫條件下的工作的效能。高溫下，在含矽的耐熱鋼表面上形成一層保護性好，緻密的sio2膜。鋼中含矽量達百分之1-2是，就有較明顯的抗氧化效果。
當鋼中含矽量過多（超百分之2）時，會導致鋼的力學效能變壞。因此耐熱鋼中的含矽量一般不超百分之2。矽與其他合金元素同時使用是，常有更有意的抗氧化效果。
如在cr5mo鋼中的矽含量從百分之0.2增加到百分之1時，顯著地提高了該鋼的抗高溫氧化效果。當鋼中含矽量超過百分之1時，可使它的使用溫度提高到800°左右。
矽與鉬共同合金化對提高鋼的抗高溫氧化性有明顯的效果。
(5) al 鋁是耐熱鋼中的抗氧化的重要合金元素。含鋁的耐熱鋼在其表面上能形成良好的al2o3膜，它的氧化效能優於cr2o3膜。當耐熱鋼中含鋁量達到百分之6時。
可使鋼在980°下具有良好的抗氧化效能。但當鋼中的鋁的含量達到或超過百分之8時，卻顯著地降低鋼的塑性和焊接效能，使鋼難於塑性加工與焊接。所以，耐熱鋼中的鋁的含量一般不超過百分之6
(6) ti 鈦是a-fe形成元素，在fe-ti二元合金中，鈦在y-fe中的溶解度只有0.65%，但鈦與fe能形成一系列的金屬間化合物，同時鈦有是強碳化物形成元素之一。因此，含鈦的耐熱鋼主要是靠其形成極小而又瀰散分布的碳化物和金屬間化合物來起作用。
所以，耐熱鋼中海鈦量均不太多。到目前為止，鈦在低合金耐熱鋼中的應用並不多。鈦是18-8型鎳鉻奧氏體耐熱鋼中的主要穩定化元素，其目的是防止晶間腐蝕。
在某些沉澱硬化型奧氏體耐熱鋼中，鈦與鎳能形成金屬間化合物，以達到提高熱強性的目的。
(7) w 鎢為難熔金屬，熔點高(3380℃)。鎢固溶到基體金屬中提高固溶體的再結晶溫度。鎢是縮小γ-fe相區、擴大α-fe相區的合金元素，是強碳化物形成元素。
對提高耐熱鋼的熱強性有較好的作用。在珠光體型耐熱鋼中，加鎢可提高固溶體的熱強性。在鐵素體型耐熱鋼中加鎢有兩個目的：
在12％cr鋼中加鎢一是強化α相固溶體，提高固溶體的再結晶溫度，阻礙擴散；另方面是產生瀰散強化，或者以複雜的碳化物形式出現，或者以富鎢的金屬間化合物形式出現。鎢的作用在高合金奧氏體耐熱鋼中的作用尤為明顯。
(8) cr 鉻是耐熱鋼中抗高溫氧化和抗高溫腐蝕的主要元素，並能提高耐熱鋼的熱強性。鋼中含鉻量足夠高時，能在其表面上形成一層緻密的cr2o3膜，這種氧化膜在定程度上能阻止氧、硫、氮等腐蝕性氣體向鋼中擴散，也能阻礙金屬離子向外擴散，在一定的溫度範圍內還能形成層保護性良好的尖晶石型的復合氧化膜，如含鎳、鉻的耐熱鋼在其表面上形成一層niocr2o3復合氧化膜，增強了鋼的抗高溫氧化能力。耐熱鋼的抗高溫腐蝕性能與其含鉻量有一定的關係。
當鋼含鉻約達12％時，鋼的抗高溫氧化能力有明顯提高，當鉻含量達22％時，在1000℃下其抗高溫氧化的效能是極為良好的，此時在其表面上形成一層連續而又緻密的氧化膜。因此常用的耐熱鋼的鉻含量應不低於12％(cr13型)。一般鉻含量均在18％～22％之間(18-8型和cr25ni20型)。
由於鉻的熔點高(1903℃)，本身具有優異的抗蠕變效能。在低合金耐熱鋼中加入1％左右鉻就能明顯地提高鋼的抗蠕變效能，特別是含1％cr和0.5％mo的低合金耐熱鋼能明顯提高其熱強性。
在高合金奧氏體鋼中加入鉻能提高鋼的熱強性，這是由於加鉻使強化相在高溫下得到強化，例如，鉻的碳化物得到了強化。
(9) nb 鈮是縮小γ-fe相區的合金元素，在α-fe中有一定的溶解度。在鐵基合金中含0.5％nb就足以取得瀰散強化的效果。
鈮也是強碳化物形成元素，鈮的碳化物在高溫下十分穩定，只比鈦的碳化物略為遜色。由於鈮具有良好的熱強性，因此，鈮在低合金耐熱鋼和高合金耐熱鋼中都獲得了廣泛的應用。含鈮的多元合金化的珠光體低合金耐熱鋼在蒸汽發電機中的使用溫度可達550℃。
鈮在含鉻為12％的耐熱鋼中獲得應用，提高了鋼的熱強性。在高合金耐熱鋼中鈮的碳化物析出對提高其熱強性占有重要的地位，因此鋼中的含碳量與含鈮量存在著一定的比例關係。含鈮的低碳(0.
04％～0.07％)奧氏體耐熱鋼中的鈮含量應為10x％c。因此，高合金耐熱鋼中的鈮含量般為1％～2％。
(10) b 硼與氮和氧都有較強的親和力。鋼中微量硼(0.001％)就可以成倍地提高其淬透件。
硼吸附在奧氏體晶界上，降低了晶間的能量，阻抑鐵素體晶核的形成，因而延長了先共析鐵素體和上貝氏體轉變的孕育期，硼只有以固溶形式存在於鋼中才能起到有教作用。當硼與鋼中殘留的氮、氧化合形成穩定的夾雜物時，反而對鋼的效能有不利的作用。在珠光體耐熱鋼中，微量硼可以提高鋼的高溫強度；在奧氏體耐熱鋼中加入0.
025％b可以提高其抗蠕變效能，但硼含量較高時，其作用相反。加入硼強化晶界對增強耐熱鋼的持久強度十分重要。硼原子主要分布在晶界上，因此硼對強化晶界起著重要的作用。
(11) n 在釩微合金鋼中，氮增強了釩碳氮化物的析出，並由此增強了析出強化。熱力學計算結果顯示，含釩鋼中增氮提高了碳氮化釩的析出溫度，並增加了其析出的驅動力。隨氮含量的增加，析出相中碳氮組分明顯變化。
低氮的情況下，析出相以碳化釩為主，近60%的釩固溶於基體，有約35%的釩以v(c，n)形式析出；隨氮含量的增加，逐漸轉變成以氮化釩為主的析出相。而高氮鋼中則完全相反，70%的釩以v(c，n)形式析出，僅剩20%釩固溶於基體中，當鋼中氮含量增加到200×10-6時，在整個溫度析出範圍，均是析出vn或富氮的v(c，n)。由於氮與釩更強的親和力，氮的加入增加了v(c，n)析出的驅動力，促進了v(c，n)的析出。
例如，隨鋼中氮含量的增加，0.13v%鋼中v(c，n)析出相數量增加，顆粒尺寸和間距明顯減小。鋼中缺氮的情況下，大部分釩沒有充分發揮其析出強化作用，可以說是浪費了。
增氮後，使鋼中原來處於固溶狀態的釩轉變成析出狀態的釩，充分發揮了釩的沉澱強化作用。由於氮在鋼中優化釩的析出，顯著提高了沉澱強化效果。不同碳含量鋼中，v(c，n)的沉澱強化效果隨氮含量的增加呈線性遞增，最大的強度增量能夠達到300mpa，含釩鋼中每增加10×10-6的氮可提高強度6mpa以上。
氮在鋼中還具有明顯的細化晶粒的作用。實驗結果表明：高氮釩鋼的相變比率(dγ/dα)比碳-錳鋼和低氮釩鋼明顯增加。
增氮促進了碳氮化釩在奧氏體-鐵素體相介面的析出，有效地阻止了鐵素體晶粒長大，起到了細化鐵素體晶粒尺寸的作用。氮在鋼中改變了釩的分布，促進了v(c，n)的析出，使析出相的顆粒尺寸明顯減小，從而充分發揮了釩的沉澱強化作用，大幅度提高鋼的強度；通過析出v(c，n)釘扎奧氏體一鐵素體晶界，促進晶體內鐵素體的形成，提高了奧氏體一鐵素體相變比，細化了鐵素體晶粒，改善非調質鋼的強韌效能。氮作為合金化元素在奧氏體型耐熱鋼中的作用與碳有些類似。
氮能擴人γ相區，對奧氏體的穩定作用比碳還強烈。它能與奧氏體型耐熱鋼中的其他合金元素(如鈦、釩等)形成特殊的氮化物，因此影響到鋼的晶粒度和淬透性。在含碳的合金鋼中，氮提高了淬透性，降低了過熱的敏感性，同時增強了碳化物的穩定性，一般在奧氏體型耐熱鋼中氮含量控制在0.
1％～0.2％之間。在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中含氮可提高鋼的熱強性，幾乎對脆性無影響。
其原因可能是由於析出瀰散的氮化物所致。
（12） mn 錳是良好的脫氧劑和脫硫劑。錳能消除或減弱鋼因硫所引起的熱脆性，從而改善鋼的熱加工效能。錳和鐵形成固溶體，提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強度；錳同時又是碳化物形成元素，進人滲碳體中取代一部分鐵原子。
錳在鋼中由於降低臨界轉變溫度，起到細化珠光體的作用，也間接地起到提高珠光體鋼強度的作用。錳擴大鐵碳平衡相圖中的γ相區，它使鋼形成和穩定奧氏體組織的能力僅次於鎳，以錳代鎳的耐熱鋼，有廣泛的用途。錳對鋼的高溫瞬時強度雖有所提高，但對持久強度和蠕變強度則沒有什麼顯著的作用。
（13） c 碳是鋼中不可缺少的元襲。碳在鋼中既擴大γ相區，衛是高強度的碳化物的組成元素。碳在鋼中的強化作用與它所形成的碳化物的成分和結構有著密切的關係，其強化作用也與溫度有關。
隨著溫度的公升高，由於碳化物的聚集，強化作用有所下降。鋼中碳含量增加，會降低鋼的塑性和可焊性。因此，除強度要求較高的鋼種外，般奧氏體型耐熱鋼中的碳含量都控制在較低的範圍內。
（14） co 鈷在奧氏體型耐熱鋼中的作用與鎳的作用類似，擴大γ-fe相區。鈷在鋼中的另一作用是能起到淬火時減緩應力和晶格畸變的作用。在無析出相的均勻固溶體中，鈷固溶到奧氏體中，增強了固溶體晶格的結合能，從而提高了鋼的熱強性。
此外，耐熱鋼中含鈷的重要作用是配合鋼中所含其他合金元素起到瀰散析出強化作用而提高鋼的熱強性。此時，鈷減慢固溶到γ相中的複雜碳化物的析出過程，並改變了含鈷碳化物的特徵。含鈷耐熱鋼的另一特性是鈷有助於鋼的形變熱處理，在形變熱處理後含鈷鋼的強化作用比不含鈷的鋼要高50℃。
在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中加鈷對提高該鋼的耐高溫腐蝕性能是有利的。鈷是一種稀有而昂貴的金屬，應當節約使用。
（15） cu ？
封閉r相區：釩、鉻、鎢、鉬、鋁、磷、錫、銻、紳等。
縮小r相區：硼、鋯、鈮、鉭、硫、鈰。（出現金屬間化合物，破壞了r圈。）
合金元素在鋼中的作用
1 碳 c 鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度公升高，但塑性和衝 擊性降低，當碳含量超過0.23 時，鋼的焊接效能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20 碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易鏽蝕 此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。2 矽 si 在煉鋼過程中加...
5 1合金元素在鋼中的主要作用
使用說明 1 依據學習目標，全體同學積極主動的根據教材內容認真預習並完成導學案，小組長做好監督與檢查，確保每位同學都能認真及時的預習相關知識。2 結合導學案中的問題提示，認真研讀教材，回答相關問題。3 要求每位同學認真預習 研讀課本，找出不明白的問題，用紅筆做好標記。學習目標 1 知識與技能 掌握合...
元素在鋼中的作用
1 碳 c 鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度公升高，但塑性和衝擊性降低，當碳量0.23 超過時，鋼的焊接效能變壞，因此用於焊接的低合金結構鋼，含碳量一般不超過0.20 碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易鏽蝕 此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。2 矽 si 在煉鋼過程中加矽作...