目前已可在工业条件下生产C+N含量不大于0.015%的铁素体不锈钢,但仍未能防止一些铁素体不锈钢的晶间腐蚀问题。例如,为了防止Cr26Mo1铁素体不锈钢的晶间腐蚀,应使钢中的C+N含量在0.005%~0.007%,这在工业生产条件下是难以做到的。人们考虑在铁素体不锈钢中加入能与C、N结合成稳定碳化物的Ti或Nb以抑制铬的碳、氮化物的形成,从而提高铁素体不锈钢的耐晶间腐蚀性能。
向铁素体不锈钢中加入Ti或Nb的量应视钢中的C+N含量的不同而异,要控制好由于Nb的价格高于Ti甚多,工业应用的铁素体不锈钢大多采用Ti或Ti+Nb作为稳定化元素。
Nb在改善铁素体不锈钢的高温强度方面(含19%Cr),较其他元素显示出最佳效果。进一步的研究表明,Nb-Ti双稳定化较单纯加Nb有更好的强化效果,其原因是NbC在先析出的TiN上附着而抑制了Fe3Nb3V的粗大化,减少了沉淀析出的Nb,从而使固溶体中的Nb保持在相对高的水平,增加了Nb的固溶效果。因此,Nb在一些高温服役的铁素体不锈钢中得到广泛应用。
Ti和Nb的加入给铁素体不锈钢带来一些其他问题,主要是铁素体不锈钢的韧性有所下降,韧脆转变温度升高。这是由于Ti和Nb的析出物在变形过程中强烈地阻碍位错运动,造成位错塞积,产生了应力集中,导致解理裂纹在析出物附近形核,而后沿解理面扩展直至断裂。
向铁素体不锈钢中加入Ti、Nb,由于其细化钢晶粒的作用,对提高非高纯铁素体不锈钢焊后的塑性有着有益的影响。
研究过Ti和Nb加入Cr18型铁素体不锈钢中对耐点蚀的影响,结果表明,它们可升高钢的点蚀电位,提高钢的耐点蚀性。