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Cr元素在不锈钢中担当什么角色 |
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不锈钢的耐蚀性能主要是因为钢中添加了一定浓度的Cr元素。一方面，Cr在铁基体中达到一定含量时可以使铁的电极电位获得一个跳跃式的升高；另一方面，Cr元素在不锈钢表面形成的一层致密的氧化膜，对环境中的腐蚀起到了屏蔽的作用。
为什么常规渗碳处理会破坏奥氏体不锈钢的耐蚀性能？这是因为在高温条件下，奥氏体不锈钢中的Cr原子容易与C原子结合，生成碳化铬并首先析出在渗碳层奥氏体晶界上，并形成网状分布。由于Cr原子半径较大，内部Cr很难扩散到表层贫Cr层，这样就造成了表面局部贫铬，不锈钢的致密 Cr2O3氧化膜防护层也被破坏。
奥氏体不锈钢具有良好的抗腐蚀性能，并具有良好的韧性、易加工性、焊接性及耐热性，但缺点是硬度、抗磨损性能、 抗疲劳性能较低。对奥氏体不锈钢进行渗碳处理，是一种有效的表面强化方法，可惜常规渗碳工艺对奥氏体不锈钢耐蚀性能的损害很大。所以，开发一种不损害奥氏体不锈钢耐蚀性的渗碳处理方法，化解奥氏体不锈钢无法同时拥有良好的耐蚀性能和力学性能的窘境，就能极大地提高其应用范围。
而 Fe、Cr原子半径较大，只能以交换机制扩散，在没有足够扩散激活能的条件下，Fe、Cr 原子无法移动。这样就保证了Cr的碳化物无法形成。铬的碳化物在550℃生成，所以奥氏体不锈钢低温渗碳处理将在低于550 ℃条件下进行，这样就可以在不损害不锈钢原有耐蚀性能的条件下提高其表面强度等性能。
因此，在不损害奥氏体不锈钢耐蚀性能的条件下进行渗碳处理的前提，是保证碳化物不被析出。由于铬的碳化物是在高温范围的一定的温度区间形成的，因此，要避免碳化物的形成与析出，就必须在适当低的温度区间内进行渗碳。在这个温度条件下，由于C 的原子半径较小，以间隙机制扩散，渗碳后 C原子可以扩散到奥氏体不锈钢晶格内，形成固溶体；
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