不(bu)銹(xiu)(xiu)是針對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)而(er)提(ti)出(chu)的(de)(de)。是在普(pu)鋼(gang)(gang)應(ying)用的(de)(de)基礎上，鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)為(wei)普(pu)遍現(xian)象，造(zao)成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)設施不(bu)斷地減(jian)重和使(shi)去力(li)學(xue)(xue)性(xing)能而(er)報(bao)廢(fei)。防(fang)止(zhi)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)提(ti)出(chu)不(bu)銹(xiu)(xiu)方法的(de)(de)概念，從鐵(tie)的(de)(de)應(ying)用開(kai)始，防(fang)止(zhi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)技術(shu)伴隨同生(sheng)，不(bu)斷創新，保存(cun)有幾千(qian)年的(de)(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)實(shi)物(wu)呈現(xian)到今(jin)天，卻防(fang)銹(xiu)(xiu)技術(shu)卻失(shi)傳(chuan)，為(wei)此感嘆但還得繼(ji)續(xu)。普(pu)鋼(gang)(gang)生(sheng)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)現(xian)象分(fen)析；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)是鐵(tie)（Fe）和碳(C)的(de)(de)最簡(jian)單最經(jing)濟的(de)(de)組合，由于鐵(tie)-碳金屬(shu)中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)元(yuan)素與空氣中(zhong)活潑的(de)(de)氧氣接(jie)觸，發生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)生(sheng)成(cheng)氧化(hua)(hua)物(wu)（FeO）這一層氧化(hua)(hua)物(wu)叫亞鐵(tie)，不(bu)穩定狀態，氧化(hua)(hua)鐵(tie)繼(ji)續(xu)氧化(hua)(hua)生(sheng)成(cheng)（Fe3O4），再氧化生(sheng)產穩定(ding)（Fe2O3）。在(zai)普鋼表面是由以上三種結構(gou)的(de)(de)氧化物(wu)組(zu)成，年統計(ji)鋼鐵(tie)的(de)(de)銹蝕損(sun)耗達(da)到(dao)10%，而且氧化鐵(tie)物(wu)質是分(fen)散得不到(dao)回收條件(jian)，造成很大(da)的(de)(de)經濟(ji)損(sun)失和資(zi)源(yuan)浪費，不利(li)益經濟(ji)的(de)(de)持續(xu)發展，研(yan)究不銹的(de)(de)方法層出不窮，有涂防(fang)銹漆(qi)的(de)(de)、有電鍍合金的(de)(de)、有涂塑的(de)(de)、再(zai)是材料本身是不銹材料的(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銹鋼(gang)。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(bu)銹鋼(gang)的腐蝕


    不(bu)銹鋼也有(you)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，如(ru)在高溫下，表面(mian)被氧化(hua)形成氧化(hua)皮，這是不(bu)爭(zheng)的事實。金(jin)(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)分(fen)兩方面(mian)發生(sheng)，一是化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，二是電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。金(jin)(jin)屬(shu)在高溫下產(chan)生(sheng)的腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，金(jin)(jin)屬(shu)在常(chang)溫下產(chan)生(sheng)的腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。


 1. 化(hua)學腐蝕

    

  金屬高(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)這(zhe)是(shi)常知(zhi)。只不(bu)(bu)過不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)(du)不(bu)(bu)一(yi)樣(yang)。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)能承受更(geng)高(gao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)，如(ru)1Cr13(410)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)在500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)在600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)在800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)卻只有(you)(you)200℃~300℃。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)(du)隨(sui)溫(wen)(wen)度(du)(du)升高(gao)而嚴(yan)重(zhong)，普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)隨(sui)時間(jian)而嚴(yan)重(zhong)。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)表面生(sheng)成的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)皮反而阻止再氧(yang)(yang)(yang)化(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)生(sheng)成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)皮加重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)。當然，人們要問，那么(me)在常溫(wen)(wen)呢？普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在無防護腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)措施的(de)(de)保(bao)護下(xia)(xia)也要被空氣中的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)常溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)要復雜(za)得多，不(bu)(bu)僅與氧(yang)(yang)(yang)有(you)(you)關(guan)，也與組(zu)織、內部(bu)夾雜(za)、內部(bu)應力以及熱(re)處理狀態有(you)(you)關(guan)、還與環境介質(zhi)有(you)(you)關(guan)。下(xia)(xia)面要談到是(shi)電化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。



 2. 電化(hua)學腐(fu)蝕


   前面談到(dao)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高溫(wen)(wen)(wen)狀(zhuang)態(tai)下產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象。接下來說(shuo)一說(shuo)常溫(wen)(wen)(wen)狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象。要知道，溫(wen)(wen)(wen)度(du)對不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐氧化(hua)有很(hen)大關系，因為，不(bu)同性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)其表面氧化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)是(shi)不(bu)一樣(yang)的(de)(de)(de)，所以，正確(que)選取不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)(ying)考慮在(zai)什么溫(wen)(wen)(wen)度(du)下使(shi)用，再去(qu)考慮其它方面的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能和要求。說(shuo)到(dao)這里(li)，應(ying)(ying)該對不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有了一點(dian)了解，不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)(xing)是(shi)有條件的(de)(de)(de)。那(nei)么，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐蝕(shi)是(shi)如何(he)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)呢？首先，應(ying)(ying)知道，物(wu)(wu)質(zhi)世界的(de)(de)(de)元素和組(zu)成的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)(wu)，都具有不(bu)同的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（電(dian)(dian)極勢），也就(jiu)是(shi)說(shuo)，不(bu)同的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)之(zhi)間(jian)存在(zai)著電(dian)(dian)極勢，一旦有溶液或(huo)電(dian)(dian)解質(zhi)充(chong)實兩物(wu)(wu)質(zhi)之(zhi)間(jian)，創立(li)了電(dian)(dian)池回路，形成微電(dian)(dian)流(liu)。這就(jiu)說(shuo)，電(dian)(dian)腐蝕(shi)是(shi)一種普遍的(de)(de)(de)現象。


 a. 點腐(fu)蝕產生有的(de)因素


    ①. 不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)(mian)(mian)夾雜(za)：表(biao)面(mian)(mian)(mian)存在(zai)有(you)氧(yang)化(hua)(hua)物、硫化(hua)(hua)物、硅酸鹽等夾雜(za)，如果表(biao)面(mian)(mian)(mian)再遇到(dao)水(shui)溶(rong)液附帶上(shang)面(mian)(mian)(mian)，水(shui)在(zai)兩物質之間電(dian)解，有(you)微電(dian)流產生(sheng)，水(shui)電(dian)解為氫(qing)(qing)離(li)子和氫(qing)(qing)氧(yang)離(li)子，而氫(qing)(qing)氧(yang)離(li)子與鉻(ge)可發生(sheng)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)，變成氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鉻(ge)而腐蝕。


    ②. 不銹鋼表(biao)(biao)面(mian)粗糙面(mian)：表(biao)(biao)面(mian)存(cun)(cun)(cun)在(zai)麻(ma)坑或麻(ma)面(mian)等(deng)粗糙的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)。粗糙的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)容(rong)易存(cun)(cun)(cun)積空(kong)(kong)氣中的(de)(de)懸(xuan)浮微(wei)粒（灰塵(chen)），而灰塵(chen)又吸附空(kong)(kong)氣中的(de)(de)水份(fen)(fen)，于是，水份(fen)(fen)的(de)(de)存(cun)(cun)(cun)在(zai)，水份(fen)(fen)在(zai)兩物質之間的(de)(de)電極電位(wei)的(de)(de)作用下(xia)電解，分解出(chu)氫(qing)(qing)(qing)離子(zi)(zi)和氫(qing)(qing)(qing)氧離子(zi)(zi)，氫(qing)(qing)(qing)氧離子(zi)(zi)與鉻反應而腐敗蝕(shi)。


    ③. 氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)環(huan)境：不(bu)銹鋼(gang)表面處(chu)于有(you)氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)的氣氛(fen)中時，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)選(xuan)擇性破(po)壞表面鈍化膜(mo)，選(xuan)擇性是(shi)因為不(bu)銹鋼(gang)表面存在有(you)夾雜、粗(cu)糙點(dian)、成(cheng)分偏析(xi)和力(li)學性能差異，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)本就是(shi)電(dian)解(jie)質(zhi)，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)(zi)(zi)與氧(yang)可生成(cheng)次(ci)氯(lv)(lv)酸(suan)，氫氧(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)與鉻反(fan)應(ying)生成(cheng)氫氧(yang)化鉻，鈍化膜(mo)一旦被破(po)壞就會出現腐(fu)蝕集中，也(ye)稱孔蝕。


 b. 組織腐蝕：


    組織(zhi)腐蝕(shi)也(ye)稱晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。奧氏體不銹(xiu)鋼或奧氏體與鐵素體雙相鋼中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)碳(tan)(tan)元素隨加熱(re)溶(rong)解于(yu)(yu)奧氏體中(zhong)(zhong)(zhong)，如在(zai)熱(re)軋制過程中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼被(bei)加熱(re)到1000-1200℃，碳(tan)(tan)元素開始于(yu)(yu)900℃溶(rong)解于(yu)(yu)奧氏體中(zhong)(zhong)(zhong)，1050℃碳(tan)(tan)元素基本完全溶(rong)解于(yu)(yu)奧氏體中(zhong)(zhong)(zhong)。但(dan)在(zai)冷卻過程中(zhong)(zhong)(zhong)，碳(tan)(tan)又從(cong)奧氏體中(zhong)(zhong)(zhong)被(bei)析(xi)出，并在(zai)晶(jing)間(jian)處與鉻元素化合，成為Cr23C6的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)。使晶(jing)間(jian)處的(de)鉻含量減少(shao)，造成貧(pin)鉻現象，也(ye)就(jiu)使去防(fang)銹(xiu)的(de)功能。


 c. 應力腐(fu)蝕：


    不銹鋼熱軋變形(xing)、冷拔變形(xing)、冷軋變形(xing)和熱處理過(guo)程中，鋼基內(nei)部(bu)殘余應力將造成通(tong)條(tiao)性能不均。特別是(shi)冷變形(xing)表(biao)面，因晶格奇變，容易受(shou)外部(bu)環境(jing)影響（如摩擦(ca)、劃傷、碰(peng)撞和浸(jin)蝕(shi)受(shou)到腐蝕(shi)集中）和附加(jia)應力疊合大于晶間原子力時被破壞。



二、不銹鋼(gang)的(de)耐(nai)腐蝕性能


    馬氏體＜鐵素體＜鎳-鉻奧氏體


    這里特(te)別提(ti)到奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼分高鎳、低(di)鎳和(he)無(wu)鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼。其(qi)不(bu)銹性能有：


    無鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體(ti)(ti)＜低鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體(ti)(ti)＜高鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體(ti)(ti)


    ——馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)是因為鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻含量(liang)為13%左右，并有碳(tan)含量(liang)為0.1%~0.4%的(de)范圍變(bian)(bian)化(hua)。就(jiu)(jiu)是說碳(tan)含量(liang)較(jiao)高(gao)，而碳(tan)元(yuan)素(su)(su)在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)是降低(di)(di)耐(nai)銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)能(neng)(neng)的(de)，所(suo)以防銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)是隨碳(tan)含量(liang)增加而下降。再來(lai)談(tan)(tan)談(tan)(tan)，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。人們常稱馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)和鐵(tie)素(su)(su)體(ti)為鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，還有稱為鉻鐵(tie)鋼(gang)(gang)。其(qi)實馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有很(hen)大區(qu)別(bie)的(de)，一(yi)是形(xing)成機(ji)理不(bu)(bu)(bu)一(yi)樣；由于鋼(gang)(gang)中(zhong)碳(tan)元(yuan)素(su)(su)是奧(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)(su)。馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)在高(gao)溫(wen)(wen)區(qu)為奧(ao)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，冷(leng)卻到低(di)(di)溫(wen)(wen)（常溫(wen)(wen)）為馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，也就(jiu)(jiu)是說，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有相變(bian)(bian)發生。根(gen)據冷(leng)卻的(de)方式和冷(leng)卻速度(du)(du)，可得到淬(cui)火工藝有不(bu)(bu)(bu)同的(de)硬度(du)(du)和強度(du)(du)性(xing)能(neng)(neng)，但塑(su)性(xing)很(hen)低(di)(di)，冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)較(jiao)差，變(bian)(bian)形(xing)后容易自裂，需及時退火消除(chu)應力處理。所(suo)以說，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)后交貨(huo)。


    ——鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼鉻含(han)量(liang)提高到(dao)(dao)17%以(yi)上(shang)或碳(tan)含(han)量(liang)降到(dao)(dao)0.08%以(yi)下(xia)時，其內部組(zu)織為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)在高溫到(dao)(dao)低溫不(bu)(bu)(bu)發生(sheng)相(xiang)變(bian)(bian)，隨著鉻元(yuan)素(su)(su)含(han)量(liang)的(de)增大，防銹(xiu)蝕能(neng)力(li)也增強，但鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼變(bian)(bian)形(xing)硬化率很(hen)低，變(bian)(bian)形(xing)應(ying)力(li)也低。不(bu)(bu)(bu)能(neng)用冷變(bian)(bian)形(xing)提高強度值，反而(er)降低了塑性，使(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼變(bian)(bian)脆(cui)如(ru)受力(li)而(er)自裂(lie)。再是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼有(you)低溫脆(cui)性，不(bu)(bu)(bu)能(neng)適用于常溫以(yi)下(xia)（特(te)別是(shi)(shi)東北地區的(de)冬季）的(de)裝置(zhi)，還有(you)475℃脆(cui)性的(de)溫度下(xia)，所以(yi)使(shi)用范圍較窄(zhai)，造成使(shi)用上(shang)的(de)限(xian)制。如(ru)果(guo)將(jiang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)碳(tan)含(han)量(liang)降低到(dao)(dao)0.001%以(yi)下(xia)，再將(jiang)鋼中的(de)氮元(yuan)素(su)(su)降到(dao)(dao)0.001%以(yi)下(xia)，而(er)低溫脆(cui)性可降到(dao)(dao)-80℃以(yi)下(xia)，發揮出(chu)無鎳(nie)和防銹(xiu)的(de)優越性。