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在厚壁不銹鋼管中，不同元素對材料的組織和性能有不同的影響，這些元素包括Cr、Ni、C、Mo等，它們在厚壁不銹鋼管中的作用如下。

（1）Cr元素：Cr是決定厚壁不銹鋼管性能的主要元素，其主要作用是形成有抗腐蝕性的鈍化氧化膜，當(dāng)含量達(dá)到10.5%以上時(shí)，可以與氧結(jié)合在厚壁不銹鋼管表面生成一層致密的鈍化膜，厚度為幾納米左右，可以有效防止腐蝕情況的產(chǎn)生。這層膜在不同環(huán)境下會呈現(xiàn)+3、+4、+5價(jià)態(tài)的氧化物[5]。Cr元素可以通過加入之后提高鐵基固溶體的電極電位以及吸收鐵的電子使鐵鈍化，進(jìn)而提高材料的耐點(diǎn)腐蝕性、晶間腐蝕性等抗腐蝕性能。

（2）Ni元素：Ni是優(yōu)良的耐腐蝕元素，也是合金鋼的重要合金化元素，是形成奧氏體化的元素，普通碳鋼組織為鐵素體，晶體結(jié)構(gòu)呈體心立方結(jié)構(gòu)，加入Ni后，可以促使晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)，即為奧氏體結(jié)構(gòu)。Ni與Cr元素同時(shí)存在于厚壁不銹鋼管中時(shí)將發(fā)揮更優(yōu)良的性能，提高材料的延展性，改善耐腐蝕性能。

（3）C元素：C是工業(yè)用鋼的主要元素之一，鋼的性能與組織很大程度取決于C在鋼中的含量及其分布的形式。C在厚壁不銹鋼管中對組織的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面碳和鉻的親和力很大，與鉻形成一系列復(fù)雜的碳化物。另一方面碳穩(wěn)定奧氏體作用約為Ni的30倍。

（4）N元素：N是強(qiáng)烈的穩(wěn)定奧氏體化的元素，可以增加細(xì)晶強(qiáng)化的效果，提高耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕性能，對奧氏體厚壁不銹鋼管抗蠕變和抗疲勞磨損性能有促進(jìn)作用。N可以有效的改善材料表面的硬度和耐磨性，改善材料性能，延長材料使用壽命。N的存在形式為氣體，在氣體滲氮表面改性過程中易與Cr形成化合物，導(dǎo)致基體貧鉻現(xiàn)象的產(chǎn)生，影響材料的耐蝕性能，這也是研究者們一直研究的問題。

（5）材料中的其他元素對材料也會有不同的影響，Mn可以改善厚壁不銹鋼管耐高溫強(qiáng)度，Si、Al可以改善材料在高溫環(huán)境下的抗氧化性，Cu可以減少材料對點(diǎn)腐蝕的敏感性，Ti與C結(jié)合生成TiC，使得C不再捕獲Cr，提高耐晶間腐蝕性。Mo使厚壁不銹鋼管鈍化膜更穩(wěn)定，提高材料的高溫強(qiáng)度和蠕變性能。Nb也是一種強(qiáng)碳化物形成元素，并會因長時(shí)間受熱而形成金屬間化合物，其耐高溫性能是Mo的20倍。