各种元素对卡压式管件性能和组织的影响及作用：

一、铬在卡压式管件中的决定作用：

决定卡压式管件性属的元素只有一种，这就是铬，每种卡压式管件都含有一定数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的卡压式管件。铬之所以成为决定卡压式管件性能的主要元素，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电位提高；

2、铬吸收铁的电子使铁钝化；

钝化是由于阳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、碳在卡压式管件中的两重性：

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，在卡压式管件中碳的影响尤为。碳在卡压式管件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，碳在卡压式管件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，选择不同含碳量的卡压式管件。

总的来讲，目前工业中获得应用的卡压式管件的含碳量都是比较低的，大多数卡压式管件的含碳量在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％的卡压式管件仅占钢号总数的一小部分，这是因为在大多数使用条件下，卡压式管件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、镍在卡压式管件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改变。所以镍不能单独构成卡压式管件。但是镍与铬同时存在于卡压式管件中时，含镍的卡压式管件却具有许多可贵的性能。

基于上面的情况可知，镍作为合金元素在卡压式管件中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使卡压式管件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卡压式管件中镍：

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卡压式管件的需要量越来越大，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。所以在卡压式管件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卡压式管件与耐热钢中的镍。

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），但它们不能作为卡压式管件使用。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卡压式管件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铬镍卡压式管件。

五、卡压式管件中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀；

六、钼和铜可以提高某些卡压式管件的耐腐蚀性能；

七、其他元素对卡压式管件的性能和组织的影响；

以上主要的九种元素对卡压式管件的性能和组织的影响，除这些元素对卡压式管件性能与组织影响较大的元素以外，卡压式管件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。从卡压式管件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，但也不能忽略，因为它们对卡压式管件的性能与组织同样也发生影响。

硅是形成铁素体的元素，在一般卡压式管件中为常存杂质元素。

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。在一般卡压式管件中加钴作合金元素的也不多，常用卡压式管件如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，因为这种卡压式管件的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。

八、硼：

高铬铁素体卡压式管件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％）可使奥氏体卡压式管件的热态塑性改善。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。含硼的铬镍奥氏体卡压式管件在原子能工业中有着的用途。

九、磷：

在一般卡压式管件中都是杂质元素，但其在奥氏体卡压式管件中的危害性不像在一般钢中那样，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卡压式管件的合金元素，PH17－10P钢(含0．25％磷)乃PH－HNM钢（含0．30磷）等。

十、硫和硒：

在一般卡压式管件中也是常有杂质元素。但向卡压式管件中加0．2-0.4％的硫，可提高卡压式管件的切削性能，硒也具有同样的作用。硫和硒提高卡压式管件的切削性能，是因为它们降低卡压式管件的韧性，例如一般18－8铬镍卡压式管件的冲击值可达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％Ni）的冲击值为3.24公斤/平方厘米。硫与硒均降低卡压式管件的耐腐蚀性能，所以实际应用它们作为卡压式管件的合金化元素的很少。

十一、稀土元素：

稀土元素应用于卡压式管件，目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti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－铁素体卡压式管件中加0.02-0.5％的稀土元素（铈镧合金），可改善锻造性能。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。