合金元素對鋼的作用不是簡單的疊加，也不是相互抵消的。它們相互之間有時會發(fā)生新的物理化學作用，往往會引起強化力學性能的作用。合金元素對不銹鋼組織的影響基本上分三大類：第一類是形成鐵素體的元素，有鉻、硅、鋁、鉬、鈦、鈮等；第二類是形成奧氏體的元素，有碳、氮、鎳、錳、銅等，其中碳和氮的作用程度******；第三類是形成碳化物的元素，有鈮、鈦、碳、鉻、鎢、錳、鉬等。加入銅、鋁、鈦、鈮、氮等元素能促使鋼產(chǎn)生彌散硬化，從而提高鋼的熱強性。
鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不銹鋼獲得耐蝕性的主要合金元素。在碳鋼的基礎(chǔ)上加入足夠量的鉻[w（Cr）≥12%]，即可使鋼在氧化性介質(zhì)中產(chǎn)生一種與基體組織牢固結(jié)合的鉻鐵氧化物（FeCr）2O3的鈍化膜；又能提高鋼在電介質(zhì)中的電極電位，從而使化學穩(wěn)定性得到提高。硅和鋁同樣能使鋼在氧化性介質(zhì)中生成致密的保護膜，其中鋁的作用比鉻還明顯。在奧氏體型耐熱鋼中，這些元素均能提高其抗氧化性。在18-8型不銹鋼中，當硅的質(zhì)量分數(shù)從0.4%提高到2.4%時，鋼在980℃時抗氧化性能提高22倍。如果硅含量過高，會嚴重惡化穩(wěn)定奧氏體型鋼的焊接性，故必須嚴格控制硅在鋼中的含量。鋁在沉淀硬化體型不銹鋼中，可以提高其在室溫和高溫時的強度。鎳為形成奧氏體的元素。它能使合金表面鈍化，擴大鋼在酸中的鈍化范圍，但不能改善其對稀硝酸的耐蝕性。它能提高不銹鋼抗硫酸、鹽酸等腐蝕介質(zhì)的性能，是耐蝕鋼的主要合金元素。如果單獨使用鎳作為不銹鋼合金元素，其質(zhì)量分數(shù)要高達24%才能得到全奧氏體組織，但這極不經(jīng)濟。而在低碳鉻不銹鋼[w（Cr）>17%]的基礎(chǔ)上，只需加入質(zhì)量分數(shù)為9%的鎳，即可獲得耐蝕性好、綜合力學性能也好的室溫下穩(wěn)定的奧氏體組織，既能滿足鋼的耐蝕性要求，又能提高鋼的高溫強度和抗氧化性能，使其成為一種具有良好綜合性能的鋼種。鉬是形成鐵素體的元素。在鉻不銹鋼中加入鉬，可以提高鋼在非氧化性介質(zhì)中的穩(wěn)定性。它的獨特之處是能抵抗氯離子（Cl-）產(chǎn)生的點腐蝕；同時也能提高奧氏體型鋼的熱強性，改善奧氏體鋼短時塑性和持久塑性，對焊接有利。但是鉬的加入將會縮小鋼中奧氏體相區(qū)，使奧氏體型不銹鋼中出現(xiàn)鐵素體相。為此，在含鉬的單相奧氏體不銹鋼中，相應的奧氏體形成元素，如鎳、錳、氮等的含量略有增加，目的是維持其全奧氏體組織。對于雙相不銹鋼，鉬促成鐵素體，對提高耐點腐蝕性能和抗應力腐蝕性能都是有益的。但鉬含量過多則會降低奧氏體型不銹鋼的韌性。在鉻鎳不銹鋼中加入銅能促使鋼產(chǎn)生彌散硬化組織，提高鋼的熱強性。與鉬配合使用，可進一步提高鉻鎳不銹鋼在稀硫酸中的耐蝕性。錳和氮對提高不銹鋼的耐蝕性沒有直接影響，但它們都是促進和穩(wěn)定奧氏體的有效元素，其中氮比錳的作用更為明顯。當錳含量過高時，對鉻含量較低的不銹鋼的耐蝕性不利，還會使鑄鋼件產(chǎn)生氣孔，同時增加硬度，給鋼的冷加工帶來困難。氮與碳共同作用能提高奧氏體型鋼的熱強性，氮的強化作用在于時效過程中形成氮化合物和碳氮化合物。鈦和鈮是比鉻更易與碳結(jié)合形成穩(wěn)定碳化物的元素。在鉻鎳不銹鋼中，當鈦的加入量大于碳含量的5倍，或者鈮的加入量大于碳含量的8倍時，可以使絕大部分的碳存在于鈦或鈮的碳化物之中，因而使固溶碳的質(zhì)量分數(shù)降到0.03%以下，這就能保證鉻在鋼中的有效固溶濃度。由于鉻在鋼中的有效固溶度得到保證，從而鋼的抗晶間腐蝕能力得到改善。鈮的質(zhì)量分數(shù)達到0.5%～2.0%時，既能提高奧氏體鋼的熱強性，又能提高鋼的持久塑性。鈮在碳含量較低的奧氏體鋼中會促進近縫區(qū)和焊縫金屬產(chǎn)生裂紋，在鉻鎳奧氏體鋼中，鈮的質(zhì)量分數(shù)應控制在1.0%的范圍內(nèi)。
