钢的主要组成元素：碳元素

碳是钢的主要组成元素，碳在钢中的含量及分布形式决定了钢的组织和性能。碳在不锈钢中对组织、力学性能、耐腐蚀性能有很大的影响，可以说是起主导作用的。

碳是一种强烈扩大奥氏体区域和稳定奥氏体组织的元素，其作用程度大约是镍的30倍，所以，碳含量对不锈钢组织、性能的影响是明显的。典型的例子，含铬为17%的不锈钢，当含碳量不足0.12%时是铁素体不锈钢，无相变，不能用热处理方法强化，退火使用的硬度不足200HB;而当含碳量增加到0.7%以上时，则成为马氏体不锈钢，淬火、回火后硬度可大于50HRC。再比如，含铬为13%的不锈钢，随着含碳量的增加，热处理后的硬度有明显的提高。见图1－5。

图1－5　含碳量对13%铬钢调质后的硬度影响(980℃油淬，650℃回火)

从以上两例可见，碳在不锈钢中对改善组织和力学性能的作用是有益的。这种作用为不锈钢在有高强度、高硬度要求的零件上的应用创造了条件。

但是，也应该看到，碳和铬的亲合力很大，极易与不锈钢中的铬结合形成碳－铬化合物，碳越多，被结合的铬也越多，这必然使固溶体中的铬减少，从而使钢的耐腐蚀能力受到影响，特别是这种铬的碳化物沿晶粒界析出时，会引起该处产生贫铬区，引起晶间腐蚀。从这方面看，碳对不锈钢的耐腐蚀性能起到有害的作用。见图1－6。所以，随着冶金技术的进步，根据对不锈钢耐腐蚀性能的需求，出现了越来越多的低碳、超低碳的新的不锈钢钢种。

图1－6　含碳量对18Cr－8Ni钢晶间腐蚀深度影响(敏化处理1000h在H₂ SO₄－Cu-SO₄中试验)

由上可见，碳在不锈钢中发挥着有益和有害的两个方面的作用，这一点应是选择和使用不锈钢及制订正确热处理方法时予以注意的。