不銹(xiu)是針對鋼(gang)鐵(tie)(tie)易銹(xiu)蝕而提出的(de)(de)(de)。是在(zai)普鋼(gang)應用(yong)的(de)(de)(de)基礎上，鋼(gang)材(cai)銹(xiu)蝕為普遍(bian)現(xian)象，造(zao)成鋼(gang)鐵(tie)(tie)設(she)施不斷地減重和(he)使(shi)去力學性能而報廢。防止鋼(gang)材(cai)銹(xiu)蝕提出不銹(xiu)方法的(de)(de)(de)概念，從鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)應用(yong)開始(shi)，防止銹(xiu)蝕的(de)(de)(de)技(ji)術伴隨同生(sheng)，不斷創新，保存有幾(ji)千(qian)年的(de)(de)(de)防銹(xiu)實物呈現(xian)到今天(tian)，卻防銹(xiu)技(ji)術卻失傳，為此(ci)感嘆但還得繼(ji)續。普鋼(gang)生(sheng)銹(xiu)的(de)(de)(de)現(xian)象分析；普鋼(gang)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分是鐵(tie)(tie)（Fe）和(he)碳(C)的(de)(de)(de)最簡(jian)單最經濟(ji)的(de)(de)(de)組合，由于鐵(tie)(tie)-碳金屬中的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)元素(su)與(yu)空氣中活潑(po)的(de)(de)(de)氧(yang)氣接觸，發生(sheng)化(hua)(hua)學反應生(sheng)成氧(yang)化(hua)(hua)物（FeO）這(zhe)一層(ceng)氧(yang)化(hua)(hua)物叫亞(ya)鐵(tie)(tie)，不穩定狀(zhuang)態(tai)，氧(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)繼(ji)續氧(yang)化(hua)(hua)生(sheng)成（Fe3O4），再氧化生產穩定（Fe2O3）。在普鋼(gang)表面是由(you)以上(shang)三種結構的(de)氧化物組成(cheng)，年統計鋼(gang)鐵的(de)銹蝕損耗達(da)到(dao)10%，而且氧化鐵物質是分散得不(bu)(bu)到(dao)回收條(tiao)件(jian)，造(zao)成(cheng)很大的(de)經濟損失和資源浪費，不(bu)(bu)利益經濟的(de)持續(xu)發展，研究不(bu)(bu)銹的(de)方法層出不(bu)(bu)窮，有涂防銹漆的(de)、有電鍍合(he)金的(de)、有涂塑的(de)、再是材料本身是不(bu)(bu)銹材料的(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(yi)、不銹鋼的腐蝕
不銹鋼也有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，如(ru)在高(gao)溫下，表面被氧化形(xing)成氧化皮，這是(shi)不爭的(de)事實。金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)分兩方面發(fa)生，一是(shi)化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，二是(shi)電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。金屬在高(gao)溫下產生的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，金屬在常溫下產生的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
1. 化學腐蝕
金屬高溫(wen)腐蝕(shi)(shi)(shi)這是常知。只不過不銹鋼與普(pu)(pu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)程度(du)(du)(du)不一(yi)樣。不銹鋼能承受更高的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)，如1Cr13(410)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)600℃~700℃；而(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)800℃~900℃；普(pu)(pu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)(du)卻只有200℃~300℃。不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)程度(du)(du)(du)隨(sui)(sui)溫(wen)度(du)(du)(du)升高而(er)嚴重，普(pu)(pu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)是隨(sui)(sui)時間而(er)嚴重。不銹鋼表面生成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)皮反而(er)阻止再(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)，普(pu)(pu)鋼生成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)皮加重氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。當然，人(ren)們(men)要問，那么(me)在(zai)常溫(wen)呢？普(pu)(pu)鋼在(zai)無防護腐蝕(shi)(shi)(shi)措(cuo)施的(de)(de)(de)(de)(de)保護下也要被空氣中的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)腐蝕(shi)(shi)(shi)掉。不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)常溫(wen)腐蝕(shi)(shi)(shi)要復雜得(de)多，不僅與氧(yang)(yang)有關，也與組織、內部夾雜、內部應力以(yi)及熱處理狀態有關、還與環境介質有關。下面要談到是電化(hua)(hua)學腐蝕(shi)(shi)(shi)。
2. 電化學腐蝕
前面談到(dao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)高溫(wen)狀(zhuang)態下產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現(xian)象。接下來說(shuo)(shuo)一(yi)說(shuo)(shuo)常溫(wen)狀(zhuang)態下的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現(xian)象。要知道(dao)，溫(wen)度(du)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)耐氧化(hua)有(you)很(hen)大關系(xi)，因為，不(bu)同(tong)(tong)性質(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)其表面氧化(hua)溫(wen)度(du)是不(bu)一(yi)樣的(de)(de)(de)，所以，正確選取(qu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應考(kao)慮在(zai)什么(me)溫(wen)度(du)下使用(yong)，再去考(kao)慮其它方面的(de)(de)(de)性能和要求。說(shuo)(shuo)到(dao)這里(li)，應該(gai)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)了一(yi)點(dian)了解(jie)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)性是有(you)條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)。那(nei)么(me)，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)是如何發生(sheng)的(de)(de)(de)呢？首先，應知道(dao)，物(wu)(wu)質(zhi)世(shi)界的(de)(de)(de)元素和組成(cheng)的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)(wu)，都具有(you)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（電(dian)(dian)極勢），也就(jiu)(jiu)是說(shuo)(shuo)，不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)之(zhi)間存在(zai)著電(dian)(dian)極勢，一(yi)旦有(you)溶(rong)液或電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)充實兩(liang)物(wu)(wu)質(zhi)之(zhi)間，創(chuang)立(li)了電(dian)(dian)池回路(lu)，形(xing)成(cheng)微電(dian)(dian)流。這就(jiu)(jiu)說(shuo)(shuo)，電(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)是一(yi)種普遍的(de)(de)(de)現(xian)象。
a. 點腐蝕產生(sheng)有的因素(su)
①. 不銹鋼(gang)表(biao)面夾雜(za)：表(biao)面存在有氧化(hua)物、硫化(hua)物、硅酸(suan)鹽等夾雜(za)，如果表(biao)面再(zai)遇到(dao)水(shui)溶液附帶上面，水(shui)在兩物質之間(jian)電解，有微(wei)電流(liu)產生，水(shui)電解為氫離(li)子(zi)和氫氧離(li)子(zi)，而(er)氫氧離(li)子(zi)與鉻(ge)可發(fa)生化(hua)學反(fan)應，變成氫氧化(hua)鉻(ge)而(er)腐(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼表(biao)(biao)面粗(cu)糙面：表(biao)(biao)面存在(zai)麻坑(keng)或麻面等(deng)粗(cu)糙的(de)表(biao)(biao)面。粗(cu)糙的(de)表(biao)(biao)面容易存積空氣(qi)中(zhong)的(de)懸浮微粒（灰(hui)塵），而(er)(er)灰(hui)塵又(you)吸(xi)附(fu)空氣(qi)中(zhong)的(de)水(shui)份(fen)(fen)，于是，水(shui)份(fen)(fen)的(de)存在(zai)，水(shui)份(fen)(fen)在(zai)兩物(wu)質之間(jian)的(de)電極電位的(de)作用下電解，分解出氫(qing)離子(zi)和氫(qing)氧離子(zi)，氫(qing)氧離子(zi)與鉻反(fan)應而(er)(er)腐敗蝕(shi)。
③. 氯(lv)(lv)離(li)子環境：不銹鋼表(biao)面處(chu)于有氯(lv)(lv)離(li)子的氣氛(fen)中時，氯(lv)(lv)離(li)子選擇性破(po)壞(huai)表(biao)面鈍化膜，選擇性是(shi)因為不銹鋼表(biao)面存(cun)在有夾雜(za)、粗糙點、成分偏析和力(li)學性能(neng)差異，氯(lv)(lv)離(li)子本就(jiu)是(shi)電(dian)解(jie)質，氯(lv)(lv)離(li)子與(yu)氧(yang)可生成次(ci)氯(lv)(lv)酸，氫氧(yang)離(li)子與(yu)鉻反應生成氫氧(yang)化鉻，鈍化膜一(yi)旦被破(po)壞(huai)就(jiu)會(hui)出(chu)現腐(fu)蝕集(ji)中，也稱孔(kong)蝕。
b. 組織腐蝕(shi)：
組織腐(fu)(fu)蝕(shi)也稱(cheng)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。奧(ao)氏體不銹鋼(gang)或奧(ao)氏體與(yu)鐵素(su)體雙相鋼(gang)中(zhong)，鋼(gang)中(zhong)的碳(tan)(tan)(tan)元(yuan)素(su)隨加熱溶(rong)解于(yu)奧(ao)氏體中(zhong)，如在熱軋(ya)制(zhi)過程中(zhong)，鋼(gang)被(bei)加熱到1000-1200℃，碳(tan)(tan)(tan)元(yuan)素(su)開(kai)始于(yu)900℃溶(rong)解于(yu)奧(ao)氏體中(zhong)，1050℃碳(tan)(tan)(tan)元(yuan)素(su)基(ji)本(ben)完全(quan)溶(rong)解于(yu)奧(ao)氏體中(zhong)。但在冷卻過程中(zhong)，碳(tan)(tan)(tan)又從奧(ao)氏體中(zhong)被(bei)析(xi)出，并在晶間(jian)處與(yu)鉻元(yuan)素(su)化合(he)，成為(wei)Cr23C6的碳(tan)(tan)(tan)化物。使晶間(jian)處的鉻含量(liang)減少(shao)，造成貧(pin)鉻現象，也就使去防銹的功(gong)能。
c. 應力腐蝕(shi)：
不銹鋼熱軋(ya)變(bian)(bian)形、冷(leng)(leng)(leng)拔變(bian)(bian)形、冷(leng)(leng)(leng)軋(ya)變(bian)(bian)形和熱處理過程中，鋼基內部殘余應(ying)力將造成通(tong)條性能不均。特別是(shi)冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形表面，因晶格奇(qi)變(bian)(bian)，容(rong)易(yi)受外部環境(jing)影響（如摩擦、劃(hua)傷、碰撞(zhuang)和浸蝕受到腐蝕集中）和附加應(ying)力疊合大于晶間原子力時被破壞。
二、不銹鋼的耐腐蝕性能(neng)
馬氏體(ti)＜鐵素體(ti)＜鎳(nie)-鉻(ge)奧氏體(ti)
這里特(te)別提到奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)分高鎳(nie)、低(di)鎳(nie)和無鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。其不(bu)銹性能有：
無(wu)鎳奧(ao)氏體＜低鎳奧(ao)氏體＜高(gao)鎳奧(ao)氏體
——馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)為(wei)13%左右，并有碳含(han)量(liang)為(wei)0.1%~0.4%的(de)(de)范(fan)圍(wei)變(bian)(bian)化。就是(shi)(shi)說(shuo)碳含(han)量(liang)較高(gao)，而(er)碳元(yuan)素(su)在不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)是(shi)(shi)降低耐銹(xiu)性(xing)能的(de)(de)，所以防銹(xiu)性(xing)是(shi)(shi)隨碳含(han)量(liang)增(zeng)加而(er)下降。再來(lai)談談，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。人(ren)們常稱馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)(ti)為(wei)鉻(ge)(ge)不銹(xiu)鋼(gang)，還有稱為(wei)鉻(ge)(ge)鐵鋼(gang)。其實馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)與鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有很(hen)大區別的(de)(de)，一(yi)是(shi)(shi)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)機理不一(yi)樣；由于(yu)鋼(gang)中(zhong)碳元(yuan)素(su)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)在高(gao)溫(wen)區為(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)，冷(leng)卻(que)(que)(que)到低溫(wen)（常溫(wen)）為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)，也就是(shi)(shi)說(shuo)，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有相變(bian)(bian)發生(sheng)。根(gen)據冷(leng)卻(que)(que)(que)的(de)(de)方式和(he)冷(leng)卻(que)(que)(que)速(su)度，可得到淬(cui)火(huo)工藝有不同的(de)(de)硬度和(he)強度性(xing)能，但(dan)塑性(xing)很(hen)低，冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)較差，變(bian)(bian)形(xing)(xing)后容(rong)易自裂(lie)，需及時退火(huo)消除應(ying)力處(chu)理。所以說(shuo)，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不能冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)(xing)后交貨。
——鐵(tie)(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼鉻(ge)含量(liang)提(ti)高(gao)到(dao)(dao)(dao)17%以(yi)上(shang)或(huo)碳(tan)含量(liang)降(jiang)到(dao)(dao)(dao)0.08%以(yi)下(xia)(xia)時，其(qi)內部(bu)組(zu)織為鐵(tie)(tie)(tie)素體在高(gao)溫(wen)(wen)(wen)到(dao)(dao)(dao)低(di)溫(wen)(wen)(wen)不(bu)發生相變(bian)，隨著鉻(ge)元素含量(liang)的(de)(de)增大(da)，防銹(xiu)蝕能(neng)力也(ye)增強，但鐵(tie)(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼變(bian)形硬化率很低(di)，變(bian)形應力也(ye)低(di)。不(bu)能(neng)用(yong)(yong)(yong)冷變(bian)形提(ti)高(gao)強度值，反而(er)降(jiang)低(di)了塑(su)性，使鐵(tie)(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼變(bian)脆(cui)(cui)如受(shou)力而(er)自裂。再(zai)是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼有低(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)性，不(bu)能(neng)適(shi)用(yong)(yong)(yong)于常溫(wen)(wen)(wen)以(yi)下(xia)(xia)（特(te)別(bie)是(shi)(shi)東北地區的(de)(de)冬季(ji)）的(de)(de)裝置，還有475℃脆(cui)(cui)性的(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度下(xia)(xia)，所(suo)以(yi)使用(yong)(yong)(yong)范圍較窄，造成使用(yong)(yong)(yong)上(shang)的(de)(de)限制(zhi)。如果將(jiang)鐵(tie)(tie)(tie)素體碳(tan)含量(liang)降(jiang)低(di)到(dao)(dao)(dao)0.001%以(yi)下(xia)(xia)，再(zai)將(jiang)鋼中的(de)(de)氮元素降(jiang)到(dao)(dao)(dao)0.001%以(yi)下(xia)(xia)，而(er)低(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)性可降(jiang)到(dao)(dao)(dao)-80℃以(yi)下(xia)(xia)，發揮(hui)出無鎳和防銹(xiu)的(de)(de)優越性。
