含銅抗菌(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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。
含銅(tong)(tong)(tong)(tong)抗菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)需(xu)要經(jing)過抗菌(jun)熱(re)處(chu)理，這(zhe)是(shi)由于(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)在不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)溶解度較(jiao)高，多以(yi)原子(zi)形(xing)式(shi)固(gu)溶于(yu)基(ji)體(ti)中(zhong)，不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面容(rong)易形(xing)成(cheng)連續的(de)鈍化膜(mo)，固(gu)溶的(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)原子(zi)較(jiao)難穿透鈍化膜(mo)，因此(ci)基(ji)本上表(biao)現不(bu)出抗菌(jun)功能。經(jing)過抗菌(jun)熱(re)處(chu)理后，大部(bu)分銅(tong)(tong)(tong)(tong)原子(zi)會從(cong)基(ji)體(ti)中(zhong)析(xi)出，形(xing)成(cheng)富銅(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)較(jiao)大尺寸(cun)的(de)析(xi)出相(xiang)，富銅(tong)(tong)(tong)(tong)相(xiang)從(cong)表(biao)面到(dao)內部(bu)呈均勻分布(bu)。較(jiao)大尺寸(cun)的(de)富銅(tong)(tong)(tong)(tong)相(xiang)析(xi)出于(yu)鋼(gang)的(de)表(biao)面，造(zao)成(cheng)鈍化膜(mo)不(bu)連續，能與外界接觸(chu)，在潮濕(shi)的(de)環境中(zhong)析(xi)出銅(tong)(tong)(tong)(tong)離子(zi)，起到(dao)殺菌(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）、不銹(xiu)鋼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所列含銅抗菌不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)抗菌熱(re)處理(li)制度。眾多的(de)(de)研究(jiu)均(jun)表明(ming)，含銅的(de)(de)抗菌不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)只(zhi)有在經(jing)過(guo)抗菌熱(re)處理(li)以后才(cai)能具有明(ming)顯的(de)(de)抗菌特性。未經(jing)抗菌熱(re)處理(li)的(de)(de)抗菌不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)，或僅做了固溶處理(li)和時效的(de)(de)樣品，都沒有明(ming)顯的(de)(de)抗菌性能。抗菌熱(re)處理(li)的(de)(de)條件對析(xi)出相的(de)(de)數(shu)量(liang)、形貌都有明(ming)顯的(de)(de)影響(xiang)，從而影響(xiang)殺菌率(lv)。
YB/T 4171-2008規(gui)定經過(guo)抗(kang)(kang)菌(jun)熱(re)處理的不(bu)(bu)銹鋼板（帶(dai)）和不(bu)(bu)銹鋼管(guan)的抗(kang)(kang)菌(jun)率(lv)應符合(he)以下要求：對(dui)大腸桿菌(jun)抗(kang)(kang)菌(jun)率(lv)不(bu)(bu)小于(yu)(yu)90％，對(dui)金黃色(se)葡(pu)萄(tao)球菌(jun)抗(kang)(kang)菌(jun)率(lv)不(bu)(bu)小于(yu)(yu)90%。
含(han)銅(tong)(tong)(tong)奧(ao)氏(shi)(shi)體抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)時(shi)(shi)(shi)，最(zui)初析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)ε-Cu相在晶界成核(he)，隨(sui)著抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)過程的(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)，析(xi)出(chu)相向(xiang)晶內生(sheng)長成長度(du)(du)約(yue)為(wei)30nm的(de)(de)(de)(de)棒(bang)狀，其生(sheng)長方(fang)向(xiang)是沿(yan)著鋼(gang)(gang)(gang)材加(jia)(jia)工(gong)(gong)方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)。脫(tuo)溶(rong)(rong)析(xi)出(chu)的(de)(de)(de)(de)ε-Cu相為(wei)含(han)Cr、Ni、Fe的(de)(de)(de)(de)Cu固(gu)溶(rong)(rong)體，其結構為(wei)面心(xin)立方(fang)，隨(sui)著脫(tuo)溶(rong)(rong)過程的(de)(de)(de)(de)進(jin)行(xing)，富Cu相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cu含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)增加(jia)(jia)，其他元素的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)減(jian)少(shao)，ε-Cu相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)Cu含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)最(zui)高(gao)(gao)可達約(yue)90％。許多文獻指(zhi)出(chu)，較佳的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)工(gong)(gong)藝(yi)為(wei)750℃左右保溫(wen)3h以上。奧(ao)氏(shi)(shi)體抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程一般為(wei)：冶煉→熱(re)(re)(re)(re)(re)軋→退(tui)火→冷(leng)軋→固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)→抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)。該(gai)工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程不(bu)(bu)足之處(chu)是：在750℃時(shi)(shi)(shi)效(xiao)3h，相當于對奧(ao)氏(shi)(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)進(jin)行(xing)了(le)敏化處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)，會降(jiang)低其耐蝕(shi)(shi)性(xing)，而為(wei)了(le)保證不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)表面質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)，最(zui)后(hou)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)必須在真空(kong)下(xia)進(jin)行(xing)，這在生(sheng)產(chan)上難以實現，亦不(bu)(bu)適應現在的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)產(chan)線(xian)。為(wei)此，一些(xie)研究者(zhe)嘗試(shi)在熱(re)(re)(re)(re)(re)軋后(hou)先(xian)進(jin)行(xing)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)，冷(leng)軋后(hou)再固(gu)溶(rong)(rong)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)，為(wei)了(le)保持(chi)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)能，對2mm厚的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)板的(de)(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)(rong)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)(shi)間控制在2min。試(shi)驗結果(guo)(guo)表明，采(cai)用熱(re)(re)(re)(re)(re)軋→抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)→冷(leng)軋→固(gu)溶(rong)(rong)處(chu)理(li)(li)(li)(li)(li)(li)，仍具有良好的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)效(xiao)果(guo)(guo)。鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)自1.54％增至3.64％時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)銅(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)效(xiao)果(guo)(guo)逐(zhu)步提(ti)高(gao)(gao)，當銅(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)達到3.5％時(shi)(shi)(shi)，殺菌(jun)(jun)(jun)(jun)率(lv)達到99％。隨(sui)銅(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐點蝕(shi)(shi)性(xing)也有所(suo)提(ti)高(gao)(gao)。含(han)銅(tong)(tong)(tong)抗(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)隨(sui)銅(tong)(tong)(tong)含(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)，其強度(du)(du)先(xian)減(jian)后(hou)增，而塑性(xing)則(ze)先(xian)增后(hou)減(jian)，但變化幅度(du)(du)不(bu)(bu)大(da)。
對含(han)銅鐵素體抗(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)(xiang)析出(chu)(chu)行為(wei)的(de)研究表明，在(zai)(zai)750℃×1h時(shi)(shi)效后(hou)，抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)(xiang)為(wei)面心立方(fang)結構，與基體存在(zai)(zai)位向關(guan)(guan)系，但其(qi)取向關(guan)(guan)系存在(zai)(zai)多樣性。抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)(xiang)的(de)成(cheng)分(fen)接近單質銅，臨界析出(chu)(chu)溫(wen)度達到(dao)900℃，抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)(xiang)的(de)最佳(jia)時(shi)(shi)效溫(wen)度范圍(wei)為(wei)750～800℃，在(zai)(zai)銅含(han)量為(wei)1.56％時(shi)(shi)的(de)析出(chu)(chu)量在(zai)(zai)0.6％以上(shang)，抗(kang)菌(jun)(jun)相(xiang)(xiang)呈桿狀，且溫(wen)度越(yue)高，其(qi)長度方(fang)向的(de)平均尺寸越(yue)大。抗(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹鋼(gang)的(de)殺(sha)菌(jun)(jun)率和其(qi)與細菌(jun)(jun)作用(yong)時(shi)(shi)間有關(guan)(guan)，鐵素體抗(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹鋼(gang)與大腸桿菌(jun)(jun)作用(yong)150min左右后(hou)，殺(sha)菌(jun)(jun)率才會達到(dao)99.9％以上(shang)。
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。
根據研(yan)究和工業(ye)生產經驗，合(he)金型抗菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)產品有(you)如下優點：
①. 抗菌性廣譜，對多種常見病菌均具有(you)良好的殺菌效果；
②. 抗菌功效具有(you)長效性，不會因表面磨損(sun)或長期浸泡而喪失；
③. 抗菌不銹鋼對(dui)人體是(shi)安全的，在與菌液接(jie)(jie)觸時，銅離(li)子溶出量很小，抗菌的作用(yong)主要(yao)通過與細(xi)菌的直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸來實現；
④. 不銹鋼的基本性(xing)能(neng)(neng)，如力(li)學性(xing)能(neng)(neng)、耐腐蝕性(xing)、冷熱加工性(xing)、焊接性(xing)能(neng)(neng)與原(yuan)鋼種基本相當(dang)；
⑤. 成本(ben)增(zeng)(zeng)加有限，含銅抗(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼的成本(ben)增(zeng)(zeng)加10％～20％，含銀抗(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼的成本(ben)增(zeng)(zeng)加20%~40%。
據報道，日本(ben)生(sheng)產的鐵(tie)素體(ti)、奧氏體(ti)和馬氏體(ti)抗菌(jun)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)已分別在家電(dian)、廚房用具、刀具等領域得到推廣和應用。我國一些鋼(gang)(gang)鐵(tie)企業已可以提(ti)供各類抗菌(jun)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
