元素鈦和铌在不鏽鋼中的作用

     鉻-鎳奧氏體不鏽鋼在450～800℃溫度區加熱，常發生沿晶界的腐蝕破壞，稱為晶間腐蝕。一般認為，晶間腐蝕是碳從飽和的奧氏體以Cr23C6形態析出。造成晶界處奧氏體貧鉻所致。防止晶界貧鉻是防止晶間腐蝕的有效方法。如將各種元素按與碳的親和力大小排列，順序為：Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn。鈦和铌與碳的親和力都比鉻大，把它們加入鋼中後，碳優先與它們結合生成碳化鈦（TiC）和碳化铌（NbC），這樣就避免了析出碳化鉻而造成晶界貧鉻，從而有效防止晶間腐蝕。 

     另外，鈦和铌與氮可結合生成氮化鈦和氮化铌，鈦與氧可結合生成二氧化鈦，奧氏體中還能溶解一部分铌（約0.1%）。考慮這些因素，實際生產中為防止晶間腐蝕，鈦和铌加入量一般按下式計算： 
    Ti=C×5～0.8% 
    Nb≥10×C%

      含鈦和铌的鋼固溶處理後得到單相奧氏體組織，這種組織處於不穩定狀態，當溫度升高到450℃以上時，固溶體中的碳逐步以碳化物形態析出，650℃是Cr23C6形成溫度，900℃是TiC形成溫度，920℃是NbC形成溫度。要防止晶間腐蝕就要減少Cr23C6含量，使碳化物全部以TiC和NbC形態存在。由於鈦和铌的碳化物比鉻的碳化物穩定，鋼加熱到700℃以上時，鉻的碳化物就開始向鈦和铌的碳化物轉化。穩定化處理是將鋼加熱到850～930℃之間，保溫1h，此時鉻的碳化物全部分解，形成穩定的TiC和NbC，鋼的抗晶間腐蝕性能得到改善。

      不鏽鋼中加入鈦和铌，在一定條件下彌散析出Fe2Ti和Fe3Nb2金屬間化合物，鋼的高溫強度有所提高。由於铌的價格昂貴（是鈦的70倍），廣泛采用的是加鈦不鏽鋼。含鈦鋼存在一些缺點，如：TiO2和TiN以夾雜物存在，含量高且分布不均，降低鋼的純淨度；鑄錠表麵質量差，增加工序修磨量，極易造成大批廢品；成品拋光性能不好，很難得到高精度表麵等