不銹(xiu)是針對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)易銹(xiu)蝕而提出的(de)(de)。是在(zai)普(pu)(pu)鋼(gang)(gang)(gang)應用(yong)的(de)(de)基礎上，鋼(gang)(gang)(gang)材銹(xiu)蝕為普(pu)(pu)遍現象，造成(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)設施不斷地減(jian)重和(he)使去力學(xue)性(xing)能而報廢(fei)。防止鋼(gang)(gang)(gang)材銹(xiu)蝕提出不銹(xiu)方法的(de)(de)概念，從鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)應用(yong)開始，防止銹(xiu)蝕的(de)(de)技術(shu)伴隨同生(sheng)，不斷創新，保存有幾千年的(de)(de)防銹(xiu)實物(wu)(wu)呈現到今天(tian)，卻防銹(xiu)技術(shu)卻失傳，為此感嘆但還得繼續。普(pu)(pu)鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)銹(xiu)的(de)(de)現象分析；普(pu)(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分是鐵(tie)(tie)(tie)（Fe）和(he)碳(tan)(C)的(de)(de)最簡單最經濟(ji)的(de)(de)組合，由(you)于鐵(tie)(tie)(tie)-碳(tan)金屬中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)元素與空(kong)氣中(zhong)活潑的(de)(de)氧(yang)氣接觸，發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)應生(sheng)成(cheng)(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)（FeO）這(zhe)一(yi)層氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)叫亞鐵(tie)(tie)(tie)，不穩(wen)定狀態，氧(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)繼續氧(yang)化(hua)(hua)生(sheng)成(cheng)(cheng)（Fe3O4），再氧化生產穩定（Fe2O3）。在普鋼(gang)表(biao)面是由(you)以上三種結構的(de)氧化物(wu)組(zu)成，年統計(ji)鋼(gang)鐵的(de)銹(xiu)蝕(shi)損耗達到10%，而(er)且氧化鐵物(wu)質是分(fen)散得不(bu)(bu)到回收條(tiao)件，造成很大(da)的(de)經(jing)濟損失和資源(yuan)浪費，不(bu)(bu)利益經(jing)濟的(de)持續(xu)發展，研究不(bu)(bu)銹(xiu)的(de)方法層出不(bu)(bu)窮，有(you)涂防銹(xiu)漆的(de)、有(you)電鍍合金的(de)、有(you)涂塑的(de)、再(zai)是材(cai)(cai)料本身是不(bu)(bu)銹(xiu)材(cai)(cai)料的(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、不銹鋼的(de)腐蝕
不銹(xiu)鋼也有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，如在高溫(wen)(wen)下，表面被氧(yang)化(hua)形成氧(yang)化(hua)皮，這(zhe)是不爭(zheng)的(de)事實。金(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)分兩(liang)方(fang)面發生，一是化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，二是電(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。金(jin)屬(shu)在高溫(wen)(wen)下產(chan)生的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，金(jin)屬(shu)在常溫(wen)(wen)下產(chan)生的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)電(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，電(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
1. 化學腐蝕
金屬(shu)高溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)這是常(chang)知。只不(bu)(bu)過不(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)普鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度(du)(du)不(bu)(bu)一樣(yang)。不(bu)(bu)銹鋼(gang)能承受更高的(de)溫(wen)度(du)(du)，如1Cr13(410)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)在(zai)600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)在(zai)800℃~900℃；普鋼(gang)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)卻只有(you)(you)200℃~300℃。不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)升高而嚴重(zhong)，普鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是隨(sui)時間而嚴重(zhong)。不(bu)(bu)銹鋼(gang)表面(mian)生成(cheng)(cheng)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)皮反而阻止再氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)，普鋼(gang)生成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)皮加(jia)重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)。當然，人們要(yao)(yao)(yao)問，那么在(zai)常(chang)溫(wen)呢(ni)？普鋼(gang)在(zai)無防護腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)措施的(de)保護下(xia)也要(yao)(yao)(yao)被空氣中的(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)掉。不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)常(chang)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)要(yao)(yao)(yao)復雜(za)得多，不(bu)(bu)僅與(yu)氧(yang)(yang)(yang)有(you)(you)關，也與(yu)組(zu)織(zhi)、內部夾雜(za)、內部應(ying)力以及熱處理狀態有(you)(you)關、還與(yu)環境介質有(you)(you)關。下(xia)面(mian)要(yao)(yao)(yao)談到是電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
2. 電化(hua)學腐蝕(shi)
前面談到(dao)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在高溫(wen)狀態下產生的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)現(xian)象(xiang)。接下來說(shuo)一(yi)說(shuo)常溫(wen)狀態下的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)現(xian)象(xiang)。要知(zhi)道(dao)，溫(wen)度對不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)耐氧化(hua)有很(hen)大關系，因為，不(bu)同(tong)性質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)其表面氧化(hua)溫(wen)度是(shi)(shi)(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)，所以(yi)，正確選取不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)應考慮(lv)在什么溫(wen)度下使用(yong)，再去考慮(lv)其它方(fang)面的(de)(de)(de)性能和要求。說(shuo)到(dao)這(zhe)里，應該對不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)有了(le)一(yi)點(dian)了(le)解，不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性是(shi)(shi)(shi)有條件的(de)(de)(de)。那么，電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)如何(he)發生的(de)(de)(de)呢？首(shou)先，應知(zhi)道(dao)，物質(zhi)(zhi)世界的(de)(de)(de)元素和組成的(de)(de)(de)化(hua)合物，都具有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)（電(dian)(dian)(dian)極(ji)勢(shi)），也就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)說(shuo)，不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)之(zhi)間(jian)存在著(zhu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)勢(shi)，一(yi)旦有溶液或電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)充實兩物質(zhi)(zhi)之(zhi)間(jian)，創立了(le)電(dian)(dian)(dian)池回路(lu)，形成微電(dian)(dian)(dian)流。這(zhe)就(jiu)(jiu)說(shuo)，電(dian)(dian)(dian)腐蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)一(yi)種普(pu)遍的(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)。
a. 點腐蝕產(chan)生有的因素
①. 不銹鋼(gang)表(biao)面夾(jia)雜：表(biao)面存在有氧化(hua)物(wu)、硫化(hua)物(wu)、硅酸鹽等夾(jia)雜，如(ru)果表(biao)面再遇到水(shui)溶(rong)液(ye)附帶上面，水(shui)在兩物(wu)質之(zhi)間電解，有微(wei)電流產(chan)生(sheng)，水(shui)電解為氫(qing)(qing)離(li)子(zi)和氫(qing)(qing)氧離(li)子(zi)，而氫(qing)(qing)氧離(li)子(zi)與(yu)鉻(ge)可發生(sheng)化(hua)學反應，變成(cheng)氫(qing)(qing)氧化(hua)鉻(ge)而腐蝕(shi)。
②. 不銹鋼(gang)表面粗(cu)糙(cao)面：表面存在麻(ma)坑或麻(ma)面等粗(cu)糙(cao)的(de)表面。粗(cu)糙(cao)的(de)表面容易存積空氣中的(de)懸(xuan)浮微粒（灰塵），而(er)灰塵又吸附(fu)空氣中的(de)水份，于(yu)是，水份的(de)存在，水份在兩物質之間的(de)電(dian)極電(dian)位的(de)作用下電(dian)解(jie)，分(fen)解(jie)出氫離子和氫氧離子，氫氧離子與鉻反(fan)應而(er)腐敗蝕。
③. 氯離子(zi)(zi)環境(jing)：不銹鋼表(biao)面處于有氯離子(zi)(zi)的氣氛中時，氯離子(zi)(zi)選(xuan)(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)破壞表(biao)面鈍化膜(mo)，選(xuan)(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)是因為不銹鋼表(biao)面存(cun)在有夾雜、粗糙點、成分(fen)偏析和力學性(xing)(xing)能差異，氯離子(zi)(zi)本就是電解質(zhi)，氯離子(zi)(zi)與(yu)(yu)氧(yang)可生成次氯酸，氫氧(yang)離子(zi)(zi)與(yu)(yu)鉻反應生成氫氧(yang)化鉻，鈍化膜(mo)一旦被破壞就會出現腐蝕集中，也稱孔蝕。
b. 組織腐蝕：
組織腐蝕也稱(cheng)晶間腐蝕。奧氏(shi)體不銹鋼或奧氏(shi)體與鐵素(su)體雙相(xiang)鋼中(zhong)，鋼中(zhong)的(de)碳元(yuan)素(su)隨(sui)加(jia)熱溶解(jie)于(yu)(yu)奧氏(shi)體中(zhong)，如在(zai)熱軋制過程中(zhong)，鋼被(bei)(bei)加(jia)熱到1000-1200℃，碳元(yuan)素(su)開始(shi)于(yu)(yu)900℃溶解(jie)于(yu)(yu)奧氏(shi)體中(zhong)，1050℃碳元(yuan)素(su)基本完全(quan)溶解(jie)于(yu)(yu)奧氏(shi)體中(zhong)。但在(zai)冷卻過程中(zhong)，碳又從(cong)奧氏(shi)體中(zhong)被(bei)(bei)析出，并(bing)在(zai)晶間處與鉻元(yuan)素(su)化合，成(cheng)為Cr23C6的(de)碳化物。使晶間處的(de)鉻含量減少，造成(cheng)貧鉻現(xian)象，也就使去防銹的(de)功(gong)能(neng)。
c. 應(ying)力腐蝕：
不(bu)銹鋼熱軋變(bian)形、冷(leng)拔變(bian)形、冷(leng)軋變(bian)形和熱處理過程中(zhong)，鋼基內部殘余應力(li)(li)將造(zao)成(cheng)通(tong)條性(xing)能不(bu)均(jun)。特別(bie)是(shi)冷(leng)變(bian)形表面，因晶格奇變(bian)，容易受(shou)外(wai)部環境影(ying)響（如摩擦、劃(hua)傷(shang)、碰撞和浸蝕受(shou)到腐蝕集中(zhong)）和附加應力(li)(li)疊合大于晶間(jian)原子力(li)(li)時被破(po)壞。
二、不銹(xiu)鋼的耐(nai)腐蝕(shi)性能
馬氏體＜鐵素體＜鎳(nie)-鉻奧(ao)氏體
這里特別提到奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼分高鎳(nie)、低鎳(nie)和無鎳(nie)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼。其不銹(xiu)(xiu)性能有：
無鎳奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)＜低鎳奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)＜高鎳奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)
——馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)是(shi)(shi)因為(wei)鋼(gang)中(zhong)鉻含量(liang)為(wei)13%左右，并有(you)(you)(you)碳(tan)含量(liang)為(wei)0.1%~0.4%的范圍(wei)變(bian)化(hua)。就(jiu)是(shi)(shi)說碳(tan)含量(liang)較(jiao)高(gao)，而(er)碳(tan)元素(su)(su)在不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)是(shi)(shi)降(jiang)低(di)耐銹(xiu)(xiu)性能的，所(suo)以防銹(xiu)(xiu)性是(shi)(shi)隨碳(tan)含量(liang)增加而(er)下降(jiang)。再來談談，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。人(ren)們常稱馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)和鐵素(su)(su)體(ti)為(wei)鉻不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，還有(you)(you)(you)稱為(wei)鉻鐵鋼(gang)。其實馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與鐵素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)(you)(you)很(hen)大區(qu)別的，一是(shi)(shi)形(xing)成機(ji)理(li)不一樣(yang)；由于(yu)鋼(gang)中(zhong)碳(tan)元素(su)(su)是(shi)(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元素(su)(su)。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)在高(gao)溫區(qu)為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)織，冷(leng)卻(que)到低(di)溫（常溫）為(wei)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)織，也就(jiu)是(shi)(shi)說，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)(you)(you)相(xiang)變(bian)發生。根據冷(leng)卻(que)的方式和冷(leng)卻(que)速度(du)(du)，可得到淬火(huo)工藝(yi)有(you)(you)(you)不同的硬(ying)度(du)(du)和強度(du)(du)性能，但塑性很(hen)低(di)，冷(leng)變(bian)形(xing)較(jiao)差，變(bian)形(xing)后(hou)容易自裂(lie)，需(xu)及(ji)時退火(huo)消(xiao)除應力處理(li)。所(suo)以說，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不能冷(leng)變(bian)形(xing)后(hou)交(jiao)貨。
——鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)鉻含量提高到(dao)(dao)17%以(yi)(yi)上(shang)或(huo)碳含量降到(dao)(dao)0.08%以(yi)(yi)下(xia)時，其(qi)內部(bu)組織為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)在高溫(wen)到(dao)(dao)低(di)溫(wen)不發(fa)生相變，隨著鉻元(yuan)素(su)(su)含量的(de)增大，防(fang)銹蝕能力也(ye)(ye)增強，但(dan)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)變形硬化率很低(di)，變形應力也(ye)(ye)低(di)。不能用冷變形提高強度值，反(fan)而降低(di)了(le)塑性(xing)，使(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)變脆(cui)如(ru)(ru)受力而自(zi)裂(lie)。再是(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)有低(di)溫(wen)脆(cui)性(xing)，不能適(shi)用于(yu)常溫(wen)以(yi)(yi)下(xia)（特(te)別是(shi)東(dong)北地區的(de)冬季）的(de)裝置，還有475℃脆(cui)性(xing)的(de)溫(wen)度下(xia)，所以(yi)(yi)使(shi)(shi)用范圍較窄，造(zao)成使(shi)(shi)用上(shang)的(de)限制。如(ru)(ru)果將鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)碳含量降低(di)到(dao)(dao)0.001%以(yi)(yi)下(xia)，再將鋼(gang)中的(de)氮(dan)元(yuan)素(su)(su)降到(dao)(dao)0.001%以(yi)(yi)下(xia)，而低(di)溫(wen)脆(cui)性(xing)可降到(dao)(dao)-80℃以(yi)(yi)下(xia)，發(fa)揮(hui)出無鎳(nie)和(he)防(fang)銹的(de)優(you)越性(xing)。
