鉬是不銹鋼中常用的主要耐蝕合金元素之一。它促進不銹鋼的鈍化和耐腐蝕性能的提高,尤其是在對鉻的鈍化作用不足的還原性介質(zhì)和存在有氯離子的介質(zhì)中。鉬是提高不銹鋼抗點腐蝕和縫隙腐蝕最重要的元素。與硅一樣,鉬屬鐵素體形成元素,促進σ相的形成。故在增加鉬含量的同時,應(yīng)相應(yīng)提高鎳含量。
奧氏體不銹鋼,大體可以分為兩個最主要體系,即Cr-Ni和Cr-Ni-Mo系。基本鋼種為18-8和18-8Mo型。大量生產(chǎn)和通用鋼種的鉬含量一般都不高,約為2~3%Mo。為了區(qū)別,可人為地將大于3%Mo的鋼稱為高鉬型不銹鋼。增加鉬含量,雖在一定范圍和介質(zhì)條件下提高了耐蝕性能,卻同時也增高了熱強度(高溫機械強度)和降低了熱塑性,促進了σ相和(或)x相脆性傾向,帶來加工性能的惡化。因此高鉬型鋼的鉬含量一般不大于6%。
高鉬奧氏體不銹鋼最早于1933年在法國開始研制(20-25Mo型)。50年代逐漸推廣。我國于60年代主要針對硫酸等介質(zhì)開始發(fā)展高鉬奧氏體不銹鋼。70年代以來,多為超低碳型。主要用于硫酸、磷酸和醋酸等有機酸以及海水等介質(zhì)環(huán)境。除經(jīng)典的20-25Mo型外,還有18-18Mo型等。一般含鉬量為4~5%,最高達7%。采用控制有害雜質(zhì)元素和復(fù)合添加微合金化的方法,使其耐蝕等性能在原有基礎(chǔ)上得到了進一步改善和提高。
鉬對不銹鋼耐蝕性能的有利作用,早在1911年就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。以鉻為主要鈍化元素的不銹鋼,其優(yōu)良的耐蝕性來自鈍化膜的形成。在不含鹵素離子的氧化性介質(zhì)(典型代表為硝酸)中,鉻很容易形成致密的氧化物保護膜。但是,在還原性介質(zhì)和含有氯離子的介質(zhì)中,耐蝕性顯然不足,甚至發(fā)生嚴重腐蝕。在鋼中添加鉬有明顯效果,對全面(均勻)腐蝕來說,如在硫酸中,18-8奧氏體不銹鋼中只加入少量鉬,便可減輕腐蝕。鉬的作用是促進因鉻引起的鈍化,而加入銅的作用則是加強鉬對Cr-Ni-Mo不銹鋼的鈍化。已經(jīng)公認,在還原性介質(zhì)和含有氯離子的水溶液介質(zhì)中,在含有足夠的鉻和一定的鉬含量時,可以顯著提高不銹鋼耐點腐蝕和縫隙腐蝕的性能。氮也起很好的作用。鉬對應(yīng)力腐蝕的影響比較復(fù)雜。如在高濃氯化物中,微量的鉬含量有害,但高鉬(4%以上)反而有益。如00Cr20Ni25Mo4.5Cu高鉬奧氏體不銹鋼,具有良好的抗氯化物應(yīng)力腐蝕性能。