不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)是針(zhen)對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)易銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)而(er)提(ti)(ti)出的(de)(de)。是在普鋼(gang)(gang)應(ying)用的(de)(de)基(ji)礎上，鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)為(wei)普遍現(xian)象(xiang)，造成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)設施不(bu)斷(duan)地減重和使(shi)去力(li)學性能(neng)而(er)報廢。防止鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)提(ti)(ti)出不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)方法的(de)(de)概念，從鐵(tie)的(de)(de)應(ying)用開始，防止銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)(de)技(ji)術伴(ban)隨(sui)同生，不(bu)斷(duan)創新，保存有幾千年的(de)(de)防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)實物(wu)(wu)呈(cheng)現(xian)到今天(tian)，卻防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)技(ji)術卻失傳，為(wei)此感嘆但還得繼續。普鋼(gang)(gang)生銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)現(xian)象(xiang)分(fen)析；普鋼(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)是鐵(tie)（Fe）和碳(tan)(C)的(de)(de)最簡(jian)單最經濟的(de)(de)組合，由于鐵(tie)-碳(tan)金屬(shu)中的(de)(de)鐵(tie)元素與空氣中活潑(po)的(de)(de)氧(yang)氣接觸(chu)，發生化(hua)學反應(ying)生成(cheng)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)（FeO）這(zhe)一(yi)層氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)叫亞(ya)鐵(tie)，不(bu)穩定狀(zhuang)態，氧(yang)化(hua)鐵(tie)繼續氧(yang)化(hua)生成(cheng)（Fe3O4），再氧化生(sheng)產穩定（Fe2O3）。在普鋼表面是(shi)由以上三(san)種結構的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物組成(cheng)，年統計鋼鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)蝕損(sun)耗達(da)到(dao)10%，而且氧(yang)化鐵(tie)物質是(shi)分散得(de)不(bu)到(dao)回收條件(jian)，造成(cheng)很(hen)大的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟損(sun)失和資(zi)源(yuan)浪費，不(bu)利(li)益經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)持續發展，研究不(bu)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)方法層出不(bu)窮，有(you)(you)涂(tu)防銹(xiu)(xiu)漆的(de)(de)(de)(de)、有(you)(you)電鍍合金(jin)的(de)(de)(de)(de)、有(you)(you)涂(tu)塑的(de)(de)(de)(de)、再(zai)是(shi)材料本身(shen)是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)材料的(de)(de)(de)(de)。
只有不銹材料是環保而節約資源的有效方法。但不銹又是相對的，是相對于普碳鋼材而言的，是有條件的。不同的環境、不同的介質、不同的時長，不銹鋼同普碳鋼一樣會銹蝕。所以不銹鋼不是不銹，而是相對不銹。是在鐵-碳合金中增加鉻的元素，為鐵-碳-鉻三元素結合的金屬，將碳穩定在0.2%的含量時，鉻的含量增加到12.5%(原子量百分比12.5，重量百分比為11.6)時，呈現出不銹性（在干燥空氣中不被銹蝕）。鋼中鉻低于12.5%時，一般稱為合金鋼，相對易銹蝕。增加鉻的含量，防銹能力增強。而穩定鉻含量12.5%時，增加碳含量，防銹能力下降，降低碳的含量，防銹能力增強。不銹鋼必須含鉻元素而鉻含量最低不小于12.5%時才能稱此鋼材為不(bu)銹鋼。這是根據鉻使鉻-鐵合金的電極電位提高，鉻含量在1/8、2/8、3/8---原子比時，鐵-鉻合金電極電位呈跳躍式提高，叫n/8定律，也就是合金的電極電位從負電位變為正電位。不銹鋼只能在常態下對空氣中的氧產生過敏而鈍化呈現出不銹性，但對一般的酸、堿、鹽介質的耐蝕性能力差別很大。正因如此，不銹鋼在不銹的基礎上針對各種介質和環境，利用自然界存在的金屬元素（74種）和非金屬元素（17種）根據各種用途進行二元系、三元系和多元系研究，不銹鋼出現了滿足不同要求的很多鋼種，如耐酸不銹鋼06Cr19Ni10(304)等鋼種。沒有鉻元素或鉻元素小于12.5%的其它金屬只能稱合金鋼和合金材料。
一、不銹鋼(gang)的(de)腐蝕
不銹(xiu)鋼也有腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，如在高溫(wen)下(xia)，表面(mian)(mian)被氧(yang)化(hua)形(xing)成氧(yang)化(hua)皮，這是(shi)不爭(zheng)的事實(shi)。金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)分兩方面(mian)(mian)發生，一是(shi)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，二(er)是(shi)電(dian)(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。金屬(shu)在高溫(wen)下(xia)產生的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，金屬(shu)在常(chang)溫(wen)下(xia)產生的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫電(dian)(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，電(dian)(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。
1. 化(hua)學腐蝕
金屬高(gao)溫腐(fu)(fu)蝕(shi)這是常(chang)知(zhi)。只(zhi)不(bu)過不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)普(pu)(pu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)程度(du)不(bu)一樣。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)能承受更高(gao)的(de)(de)(de)溫度(du)，如1Cr13(410)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫度(du)在(zai)(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫度(du)在(zai)(zai)600℃~700℃；而(er)(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫度(du)在(zai)(zai)800℃~900℃；普(pu)(pu)鋼(gang)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫度(du)卻只(zhi)有(you)200℃~300℃。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)程度(du)隨(sui)(sui)溫度(du)升(sheng)高(gao)而(er)(er)嚴(yan)重(zhong)，普(pu)(pu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)是隨(sui)(sui)時間(jian)而(er)(er)嚴(yan)重(zhong)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面生成的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)皮反而(er)(er)阻(zu)止再氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)，普(pu)(pu)鋼(gang)生成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)皮加重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)。當(dang)然，人們要問，那么在(zai)(zai)常(chang)溫呢？普(pu)(pu)鋼(gang)在(zai)(zai)無防(fang)護腐(fu)(fu)蝕(shi)措施的(de)(de)(de)保護下(xia)也要被空(kong)氣中的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)掉。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)常(chang)溫腐(fu)(fu)蝕(shi)要復雜得多，不(bu)僅與(yu)氧(yang)(yang)(yang)有(you)關(guan)，也與(yu)組織、內部夾雜、內部應力(li)以(yi)及(ji)熱處理狀態有(you)關(guan)、還與(yu)環境介質有(you)關(guan)。下(xia)面要談(tan)到是電(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)。
2. 電化學(xue)腐(fu)蝕(shi)
前面談到(dao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在高(gao)溫狀態(tai)下產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象(xiang)。接下來(lai)說(shuo)(shuo)一(yi)說(shuo)(shuo)常溫狀態(tai)下的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象(xiang)。要知(zhi)道(dao)，溫度(du)(du)對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐氧(yang)化(hua)(hua)有(you)很大關系(xi)，因為，不(bu)(bu)(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)其(qi)表面氧(yang)化(hua)(hua)溫度(du)(du)是(shi)不(bu)(bu)(bu)一(yi)樣的(de)(de)(de)(de)，所以(yi)，正確(que)選取不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應考慮(lv)在什么(me)溫度(du)(du)下使用，再去(qu)考慮(lv)其(qi)它方(fang)面的(de)(de)(de)(de)性(xing)能和要求。說(shuo)(shuo)到(dao)這里，應該對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有(you)了一(yi)點了解(jie)，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)性(xing)是(shi)有(you)條(tiao)件的(de)(de)(de)(de)。那么(me)，電化(hua)(hua)學腐蝕(shi)是(shi)如何(he)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)呢？首先，應知(zhi)道(dao)，物(wu)質(zhi)世界的(de)(de)(de)(de)元素和組(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)，都具(ju)有(you)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)電極(ji)電位(wei)（電極(ji)勢(shi)），也就(jiu)是(shi)說(shuo)(shuo)，不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)之(zhi)(zhi)間存(cun)在著電極(ji)勢(shi)，一(yi)旦(dan)有(you)溶液或電解(jie)質(zhi)充實兩物(wu)質(zhi)之(zhi)(zhi)間，創立了電池回路，形成(cheng)微(wei)電流(liu)。這就(jiu)說(shuo)(shuo)，電腐蝕(shi)是(shi)一(yi)種普遍的(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。
a. 點腐蝕產生有的因素
①. 不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)夾雜(za)：表(biao)面(mian)存在(zai)有氧(yang)化(hua)物、硫化(hua)物、硅酸鹽等(deng)夾雜(za)，如果表(biao)面(mian)再遇到(dao)水(shui)(shui)溶液附帶上面(mian)，水(shui)(shui)在(zai)兩物質之(zhi)間(jian)電解(jie)，有微(wei)電流產生，水(shui)(shui)電解(jie)為(wei)氫離子和氫氧(yang)離子，而(er)氫氧(yang)離子與鉻可發生化(hua)學反(fan)應，變成氫氧(yang)化(hua)鉻而(er)腐蝕。
②. 不銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙面(mian)(mian)：表(biao)面(mian)(mian)存在(zai)麻坑或麻面(mian)(mian)等粗(cu)糙的(de)表(biao)面(mian)(mian)。粗(cu)糙的(de)表(biao)面(mian)(mian)容易存積空氣(qi)(qi)中的(de)懸浮微粒（灰塵），而灰塵又吸附空氣(qi)(qi)中的(de)水份(fen)(fen)，于(yu)是，水份(fen)(fen)的(de)存在(zai)，水份(fen)(fen)在(zai)兩物質(zhi)之間(jian)的(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位的(de)作用下電(dian)(dian)解，分解出(chu)氫離子和氫氧(yang)離子，氫氧(yang)離子與鉻反應而腐敗蝕(shi)。
③. 氯離(li)(li)子(zi)(zi)環境：不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)處于(yu)有氯離(li)(li)子(zi)(zi)的氣氛中時，氯離(li)(li)子(zi)(zi)選擇性破壞表(biao)面(mian)鈍化(hua)膜，選擇性是因為(wei)不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)存在有夾雜、粗糙點、成分偏析和力學性能差異，氯離(li)(li)子(zi)(zi)本(ben)就是電解質，氯離(li)(li)子(zi)(zi)與氧可生成次氯酸，氫氧離(li)(li)子(zi)(zi)與鉻(ge)反應(ying)生成氫氧化(hua)鉻(ge)，鈍化(hua)膜一旦被(bei)破壞就會出現腐蝕(shi)集中，也稱(cheng)孔蝕(shi)。
b. 組織腐蝕：
組織腐蝕也稱晶間腐蝕。奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼或奧(ao)(ao)氏體(ti)與鐵(tie)素體(ti)雙相鋼中(zhong)，鋼中(zhong)的碳元素隨(sui)加(jia)熱(re)溶(rong)(rong)解(jie)于奧(ao)(ao)氏體(ti)中(zhong)，如(ru)在熱(re)軋(ya)制過程中(zhong)，鋼被加(jia)熱(re)到1000-1200℃，碳元素開始(shi)于900℃溶(rong)(rong)解(jie)于奧(ao)(ao)氏體(ti)中(zhong)，1050℃碳元素基本完全溶(rong)(rong)解(jie)于奧(ao)(ao)氏體(ti)中(zhong)。但在冷卻(que)過程中(zhong)，碳又從(cong)奧(ao)(ao)氏體(ti)中(zhong)被析出(chu)，并在晶間處與鉻元素化(hua)合，成(cheng)為Cr23C6的碳化(hua)物。使晶間處的鉻含量減少，造成(cheng)貧鉻現象，也就使去(qu)防銹(xiu)的功能。
c. 應(ying)力腐(fu)蝕：
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱(re)軋(ya)變(bian)形(xing)、冷拔變(bian)形(xing)、冷軋(ya)變(bian)形(xing)和熱(re)處(chu)理過程(cheng)中，鋼(gang)基內部(bu)殘余應(ying)力(li)將造成通條性能(neng)不(bu)均(jun)。特(te)別是(shi)冷變(bian)形(xing)表面，因晶格奇變(bian)，容易受外部(bu)環境影響（如摩擦、劃傷、碰(peng)撞和浸蝕受到(dao)腐蝕集(ji)中）和附加應(ying)力(li)疊合大于晶間原子力(li)時被破(po)壞(huai)。
二、不銹鋼(gang)的耐腐蝕性能
馬氏(shi)體(ti)＜鐵素體(ti)＜鎳(nie)-鉻奧氏(shi)體(ti)
這里特(te)別(bie)提到奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼分高鎳、低鎳和無鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼。其不(bu)銹性能有：
無鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體＜低鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體＜高鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體
——馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)是(shi)因為(wei)鋼(gang)中鉻(ge)含(han)量為(wei)13%左右，并有(you)碳(tan)(tan)含(han)量為(wei)0.1%~0.4%的(de)范圍變(bian)化。就是(shi)說碳(tan)(tan)含(han)量較(jiao)高(gao)，而(er)碳(tan)(tan)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)在不(bu)銹鋼(gang)中是(shi)降低(di)(di)耐銹性(xing)能的(de)，所以(yi)防(fang)銹性(xing)是(shi)隨碳(tan)(tan)含(han)量增加而(er)下降。再來(lai)談談，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)。人們(men)常稱(cheng)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)為(wei)鉻(ge)不(bu)銹鋼(gang)，還有(you)稱(cheng)為(wei)鉻(ge)鐵(tie)鋼(gang)。其實馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)與(yu)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)有(you)很(hen)大區(qu)別的(de)，一是(shi)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)機理不(bu)一樣；由于鋼(gang)中碳(tan)(tan)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)在高(gao)溫區(qu)為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，冷(leng)卻(que)(que)到低(di)(di)溫（常溫）為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，也就是(shi)說，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)有(you)相變(bian)發生。根據冷(leng)卻(que)(que)的(de)方式和冷(leng)卻(que)(que)速度(du)(du)，可(ke)得到淬火(huo)工(gong)藝有(you)不(bu)同的(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du)性(xing)能，但塑(su)性(xing)很(hen)低(di)(di)，冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)較(jiao)差，變(bian)形(xing)(xing)(xing)后容易自裂，需及(ji)時退火(huo)消除應力處理。所以(yi)說，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)能冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)后交貨。
——鐵素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)鉻含量(liang)(liang)提高(gao)到17%以(yi)(yi)上或碳含量(liang)(liang)降(jiang)到0.08%以(yi)(yi)下時，其(qi)內部(bu)組織為鐵素(su)(su)(su)體(ti)在高(gao)溫(wen)(wen)到低溫(wen)(wen)不(bu)發(fa)生相(xiang)變(bian)，隨著(zhu)鉻元素(su)(su)(su)含量(liang)(liang)的(de)(de)增大，防(fang)銹蝕能力(li)(li)也增強(qiang)，但(dan)鐵素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)變(bian)形硬化率很(hen)低，變(bian)形應(ying)力(li)(li)也低。不(bu)能用冷變(bian)形提高(gao)強(qiang)度(du)值，反而降(jiang)低了塑(su)性(xing)(xing)，使(shi)(shi)鐵素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)變(bian)脆(cui)如受力(li)(li)而自(zi)裂。再(zai)是(shi)(shi)鐵素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)有低溫(wen)(wen)脆(cui)性(xing)(xing)，不(bu)能適用于常溫(wen)(wen)以(yi)(yi)下（特(te)別是(shi)(shi)東北地區的(de)(de)冬(dong)季(ji)）的(de)(de)裝置，還(huan)有475℃脆(cui)性(xing)(xing)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)下，所以(yi)(yi)使(shi)(shi)用范圍較(jiao)窄(zhai)，造成(cheng)使(shi)(shi)用上的(de)(de)限制(zhi)。如果將鐵素(su)(su)(su)體(ti)碳含量(liang)(liang)降(jiang)低到0.001%以(yi)(yi)下，再(zai)將鋼(gang)中的(de)(de)氮元素(su)(su)(su)降(jiang)到0.001%以(yi)(yi)下，而低溫(wen)(wen)脆(cui)性(xing)(xing)可(ke)降(jiang)到-80℃以(yi)(yi)下，發(fa)揮(hui)出無鎳和防(fang)銹的(de)(de)優越性(xing)(xing)。
