含銅抗(kang)菌不銹鋼是在1998年由日本新制鋼公司首先開發的，其化學成分如表9.84所示。這些鋼均具有很好的抗菌性。鐵素體抗菌不銹鋼NSSAM1對各種細菌都有很好的抗菌性，特別是黃色葡萄球菌、大腸桿菌和綠膜菌的殺菌率高達99％～100％，并且經過研磨后仍具有優秀的抗菌性。馬氏體抗菌不銹鋼NSSAM2 經研磨后的殺菌率依然達到了99.999％，具有良好的抗菌穩定性。奧氏體抗菌不銹鋼NSSAM3對黃色葡萄球菌、大腸桿菌的殺菌率為100％，具有穩定的抗菌性。

 含(han)銅(tong)抗(kang)(kang)菌(jun)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)需(xu)要經(jing)過抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理(li)，這是(shi)由于銅(tong)在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)溶(rong)解度較(jiao)(jiao)高，多以原子(zi)形(xing)(xing)式(shi)固(gu)溶(rong)于基體中(zhong)，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)容易形(xing)(xing)成(cheng)連續的(de)鈍(dun)化(hua)膜，固(gu)溶(rong)的(de)銅(tong)原子(zi)較(jiao)(jiao)難穿透鈍(dun)化(hua)膜，因(yin)此基本(ben)上表(biao)現(xian)不(bu)(bu)出抗(kang)(kang)菌(jun)功能(neng)。經(jing)過抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理(li)后，大(da)部分銅(tong)原子(zi)會從基體中(zhong)析(xi)出，形(xing)(xing)成(cheng)富銅(tong)的(de)較(jiao)(jiao)大(da)尺寸(cun)(cun)的(de)析(xi)出相(xiang)，富銅(tong)相(xiang)從表(biao)面(mian)到內(nei)部呈(cheng)均勻分布(bu)。較(jiao)(jiao)大(da)尺寸(cun)(cun)的(de)富銅(tong)相(xiang)析(xi)出于鋼(gang)的(de)表(biao)面(mian)，造成(cheng)鈍(dun)化(hua)膜不(bu)(bu)連續，能(neng)與外界(jie)接觸，在潮濕的(de)環境中(zhong)析(xi)出銅(tong)離子(zi)，起到殺(sha)菌(jun)作用。

 我國制定了黑色冶金行業標準YB/T 4171-2008《含銅抗菌不銹鋼》，表9.85為我國含銅抗菌不銹鋼的化學成分。這類鋼一般采用初煉鋼水加爐外精煉等工藝。這類鋼的鋼板（帶）、不(bu)銹鋼(gang)管一般以熱處理或熱處理加酸洗狀態交貨，鋼板（帶）、不銹鋼管的力學性能應符合表9.86的規定。

 表9.87為推薦的(de)(de)表9.85所列含銅抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)不銹鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理(li)制度。眾多的(de)(de)研(yan)究均表明(ming)(ming)，含銅的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)不銹鋼(gang)只有在經(jing)過抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理(li)以后才能(neng)具有明(ming)(ming)顯的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)特性(xing)。未經(jing)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理(li)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)不銹鋼(gang)，或僅(jin)做了(le)固溶處理(li)和時效的(de)(de)樣品(pin)，都(dou)沒有明(ming)(ming)顯的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)性(xing)能(neng)。抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理(li)的(de)(de)條件對析(xi)出相的(de)(de)數(shu)量、形貌(mao)都(dou)有明(ming)(ming)顯的(de)(de)影(ying)響，從而影(ying)響殺菌(jun)率。

 YB/T 4171-2008規定(ding)經過抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理的(de)(de)不銹鋼板（帶）和不銹鋼管的(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)率應符合以下要求：對大腸桿菌(jun)抗(kang)(kang)菌(jun)率不小于90％，對金(jin)黃色葡萄球菌(jun)抗(kang)(kang)菌(jun)率不小于90%。

 含(han)(han)(han)銅(tong)奧(ao)氏(shi)(shi)體抗(kang)(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)時(shi)，最(zui)初析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)ε-Cu相在(zai)晶界成(cheng)核(he)，隨(sui)(sui)著(zhu)抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)過程的(de)(de)(de)(de)進(jin)行，析(xi)出(chu)相向(xiang)晶內(nei)生(sheng)(sheng)長成(cheng)長度約(yue)為(wei)(wei)30nm的(de)(de)(de)(de)棒(bang)狀，其(qi)(qi)生(sheng)(sheng)長方(fang)向(xiang)是沿著(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)加(jia)(jia)工(gong)(gong)方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)。脫(tuo)溶(rong)(rong)(rong)(rong)析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)ε-Cu相為(wei)(wei)含(han)(han)(han)Cr、Ni、Fe的(de)(de)(de)(de)Cu固溶(rong)(rong)(rong)(rong)體，其(qi)(qi)結(jie)構(gou)為(wei)(wei)面心立方(fang)，隨(sui)(sui)著(zhu)脫(tuo)溶(rong)(rong)(rong)(rong)過程的(de)(de)(de)(de)進(jin)行，富(fu)Cu相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cu含(han)(han)(han)量增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)(qi)他(ta)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量減少(shao)，ε-Cu相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cu含(han)(han)(han)量最(zui)高(gao)(gao)可(ke)達(da)約(yue)90％。許多文(wen)獻指(zhi)出(chu)，較佳的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)藝為(wei)(wei)750℃左右保(bao)溫3h以(yi)上(shang)。奧(ao)氏(shi)(shi)體抗(kang)(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝流程一(yi)般為(wei)(wei)：冶煉→熱(re)軋(ya)(ya)(ya)→退火→冷軋(ya)(ya)(ya)→固溶(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)→抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)。該工(gong)(gong)藝流程不(bu)足(zu)之處(chu)(chu)(chu)(chu)是：在(zai)750℃時(shi)效(xiao)(xiao)3h，相當于對(dui)奧(ao)氏(shi)(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)進(jin)行了(le)敏化處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，會降低其(qi)(qi)耐蝕性(xing)，而為(wei)(wei)了(le)保(bao)證不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)表面質量，最(zui)后(hou)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)必須在(zai)真(zhen)空下進(jin)行，這在(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)上(shang)難以(yi)實現，亦(yi)不(bu)適應現在(zai)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)(sheng)產(chan)線。為(wei)(wei)此，一(yi)些(xie)研(yan)究者嘗試在(zai)熱(re)軋(ya)(ya)(ya)后(hou)先進(jin)行抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，冷軋(ya)(ya)(ya)后(hou)再(zai)固溶(rong)(rong)(rong)(rong)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝，為(wei)(wei)了(le)保(bao)持抗(kang)(kang)菌(jun)性(xing)能(neng)，對(dui)2mm厚(hou)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)(de)(de)(de)固溶(rong)(rong)(rong)(rong)時(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)間控制在(zai)2min。試驗(yan)結(jie)果表明，采用熱(re)軋(ya)(ya)(ya)→抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)→冷軋(ya)(ya)(ya)→固溶(rong)(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)(li)，仍具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)效(xiao)(xiao)果。鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)含(han)(han)(han)量自1.54％增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)至3.64％時(shi)，隨(sui)(sui)銅(tong)含(han)(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，抗(kang)(kang)菌(jun)效(xiao)(xiao)果逐步提高(gao)(gao)，當銅(tong)含(han)(han)(han)量達(da)到3.5％時(shi)，殺(sha)菌(jun)率達(da)到99％。隨(sui)(sui)銅(tong)含(han)(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐點蝕性(xing)也有所提高(gao)(gao)。含(han)(han)(han)銅(tong)抗(kang)(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)隨(sui)(sui)銅(tong)含(han)(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)(qi)強度先減后(hou)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)，而塑性(xing)則先增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)后(hou)減，但變(bian)化幅(fu)度不(bu)大。

 對含銅(tong)(tong)鐵素(su)體抗(kang)菌(jun)(jun)不銹(xiu)鋼(gang)中抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)析出(chu)行為(wei)(wei)的研(yan)究表明，在(zai)750℃×1h時效后(hou)，抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)為(wei)(wei)面(mian)心立方結構，與基體存(cun)在(zai)位向(xiang)(xiang)關系(xi)，但其(qi)(qi)取向(xiang)(xiang)關系(xi)存(cun)在(zai)多樣性。抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)的成分接(jie)近(jin)單質(zhi)銅(tong)(tong)，臨界析出(chu)溫度(du)(du)達到(dao)900℃，抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)的最佳(jia)時效溫度(du)(du)范圍為(wei)(wei)750～800℃，在(zai)銅(tong)(tong)含量(liang)為(wei)(wei)1.56％時的析出(chu)量(liang)在(zai)0.6％以(yi)(yi)上，抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)呈桿狀(zhuang)，且溫度(du)(du)越高，其(qi)(qi)長度(du)(du)方向(xiang)(xiang)的平(ping)均尺寸越大。抗(kang)菌(jun)(jun)不銹(xiu)鋼(gang)的殺(sha)菌(jun)(jun)率(lv)和其(qi)(qi)與細菌(jun)(jun)作用時間有關，鐵素(su)體抗(kang)菌(jun)(jun)不銹(xiu)鋼(gang)與大腸桿菌(jun)(jun)作用150min左右后(hou)，殺(sha)菌(jun)(jun)率(lv)才會達到(dao)99.9％以(yi)(yi)上。

 對含銅馬氏體時效鋼的研究發現，在500～600℃時效處理時，大量細小的富銅原子團析出，對不銹鋼起到沉淀強化作用，但殺菌率不高；在經過700℃時效1～4h后，表現出優秀的抗菌性能。含銅不銹鋼經固溶和時效后的析出相ε-Cu相呈棒狀，長度約100nm，析出相中銅含量達到91.9％。試驗發現，抗菌馬氏體不銹鋼與對比鋼3Cr13比較，其耐點蝕性能下降，這是由于ε-Cu相與鈍化膜形成電偶腐蝕造成。比較奧氏體抗菌不銹鋼和馬氏體抗菌不銹鋼，前者的抗菌性能優于后者，這是由于奧氏體抗菌不銹鋼的析出相細小，分布彌散，比面積大，與細菌接觸的概率大。

 根據(ju)研究和工(gong)業生產經驗，合金型(xing)抗(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼產品(pin)有如(ru)下(xia)優點：

   ①. 抗(kang)菌(jun)(jun)性廣譜，對多種常(chang)見病菌(jun)(jun)均(jun)具有(you)良好的殺菌(jun)(jun)效果；

  ②. 抗(kang)菌功效具有長效性，不會因(yin)表面磨損或(huo)長期浸(jin)泡(pao)而(er)喪失(shi)；

  ③. 抗菌(jun)(jun)不銹鋼(gang)對人(ren)體是安全的，在與菌(jun)(jun)液(ye)接觸(chu)時，銅(tong)離子溶出量(liang)很(hen)小，抗菌(jun)(jun)的作用主(zhu)要通過與細菌(jun)(jun)的直接接觸(chu)來實現；

  ④. 不銹(xiu)鋼的基本(ben)性能(neng)，如力學性能(neng)、耐腐蝕性、冷(leng)熱加工(gong)性、焊(han)接性能(neng)與原鋼種基本(ben)相當(dang)；

  ⑤. 成(cheng)(cheng)本增加有限，含銅抗(kang)菌不(bu)銹(xiu)鋼的成(cheng)(cheng)本增加10％～20％，含銀抗(kang)菌不(bu)銹(xiu)鋼的成(cheng)(cheng)本增加20%~40%。

 據報道(dao)，日本(ben)生產的鐵(tie)素體(ti)、奧氏體(ti)和馬氏體(ti)抗菌(jun)不銹鋼(gang)已分別在家電、廚房用具、刀具等領域得(de)到推廣和應用。我國一些(xie)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業已可以(yi)提供各類抗菌(jun)不銹鋼(gang)。