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根據合金元素在不銹鋼管中與碳的作用，可將合金元素分為兩大類：首先是非碳化物形成元素一般合金元素如鎳、鉆、鋁、銅、硅、氮等在不銹鋼管中不能與碳形成碳化物，它們常溶入鐵中形成固溶體。或者有時形成金屬間化合物，其中硅還具有能促進碳化物分解（石墨化）的作用，這類合金元素被稱為非碳化物形成元素。其次是碳化物形成元素另一類合金元素，按照它們與碳的親和力由強到弱的順序有鈦，鋯、鈮、釩、鉬、鎢、鉻、錳及鐵等，能與碳形成碳化物，所以被稱為碳化物形成元素。這些元素都是元素周期表中的過渡族元素，有一個未填滿的次電子層，它與碳作用時，碳原子將其價電子填入此層，產生強的金屬鍵，也有可能產生部分共價鍵。其中鐵的碳化物(Fe3C）穩定性最小，鈦的碳化物(TiC)穩定性最大。鈦、鋯，鈮、釩稱為強碳化物形成元素，鉻、錳、鐵為弱碳化物形成元素。

按照晶體點陣型式的不同可將碳化物分為兩大類：首先是簡單點陣碳化物碳原子半徑與合金元素原子半徑的比值小于0.59時，形成簡單點陣的間隙相碳化物。這類碳化物有TiC、ZrC、VC(v4c3)、WC、MoC、NbC以及W2C、M02C等。它們具有簡單的晶格，一般屬于立方晶格或六方晶格，是由金屬離子按金屬鍵結合的方式構成。因為碳原子存在于簡單晶格的間隙中，致使碳化物具有金屬鍵和金屬性質。這類碳化物具有很高的熔點（達3000℃以上），穩定性高，加熱時不易溶入奧氏體不銹鋼管中，對相變的影響較小。其次是復雜點陣碳化物碳原子半徑與合金元素原子半徑的比值大于0.59時，形成復雜點陣的碳化物。這類碳化物有Fe℃（正交點陣）、Mn℃（正交點陣）、Cr7C3（三角點陣）、Cr23C6（復雜立方點陣）。它們主要是鐵、錳、鉻的碳化物，溶點和穩定性都較低，加熱時易熔入奧氏體和參與奧氏體相變，故對相變過程影響較大。復合碳化物在有的合金鋼中還可以形成三元或多元的復合碳化物。例如Fe3W3C、Fe3Mo3C，其中鐵同鎢或鉬的比例可以改變(Fe4W2C、Fe2W4C；Fe4Mo2C、Fe2Mo4C)，但鐵和金屬原子的總和同碳的比例是固定不變的，為六比一，這兩種碳化物的晶體結構均為復雜立方點陣。

此外，具有相同點陣的碳化物可以彼此無限互溶。如Fe3C與Mn3C可組成(FeMn)3C，TiC與VC可組成(TiV) C, TiC與NbC可組成(TiNb)C等等。合金元素可以部分地置換Fe℃點陣中的鐵原子而形成合金滲碳體(FeMn)3C，例如在室溫下Fe℃中可以溶入18～20%的鉻，1～2%的鉬或鎢，0.4～0.5%的釩，0.15～0.25%的鈦等。合金滲碳體較滲碳體穩定，是一般不銹鋼管中碳化物的主要形式。不銹鋼管中同時含有多種形成碳化物的合金元素時，將依據它們與碳親合力的強弱，按照由強到弱的順序形成碳化物。當不銹鋼管中含碳量較低時，強碳化物形成元素將優先與碳結合，弱碳化物形成元素只能溶入固溶體中。當鋼中含碳量較高時，碳化物形成元素按照從強到弱的次序形成碳化物。譬如超級奧氏體不銹鋼管中含有鉬、鎢和鉻時，隨含碳量的增加將依次形成M6C (Fe3M03C或Fe3W3C)、Cr7C3Fe3C/m.tjcijian.com