含銅抗菌不(bu)銹鋼(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)抗菌不(bu)銹鋼需要經(jing)過抗菌熱處(chu)理(li)，這是由(you)于銅(tong)(tong)在不(bu)銹鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度較高，多(duo)以(yi)原子(zi)(zi)形式固溶于基體中(zhong)，不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)容易(yi)形成(cheng)連(lian)續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)，固溶的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)原子(zi)(zi)較難穿透鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)，因(yin)此基本(ben)上表(biao)現(xian)不(bu)出(chu)(chu)(chu)(chu)抗菌功能(neng)。經(jing)過抗菌熱處(chu)理(li)后，大(da)(da)部分銅(tong)(tong)原子(zi)(zi)會從基體中(zhong)析出(chu)(chu)(chu)(chu)，形成(cheng)富銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較大(da)(da)尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu)(chu)(chu)(chu)相，富銅(tong)(tong)相從表(biao)面(mian)到內部呈(cheng)均勻(yun)分布(bu)。較大(da)(da)尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)富銅(tong)(tong)相析出(chu)(chu)(chu)(chu)于鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)，造成(cheng)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)不(bu)連(lian)續，能(neng)與外界接觸(chu)，在潮(chao)濕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境中(zhong)析出(chu)(chu)(chu)(chu)銅(tong)(tong)離子(zi)(zi)，起(qi)到殺菌作用。

 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(wei)推薦的(de)(de)表9.85所(suo)列(lie)含銅抗菌(jun)(jun)(jun)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)抗菌(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)理(li)制(zhi)度。眾多的(de)(de)研究均表明(ming)(ming)，含銅的(de)(de)抗菌(jun)(jun)(jun)不銹(xiu)鋼(gang)只有(you)在(zai)經過抗菌(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)理(li)以后才能具有(you)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)(de)抗菌(jun)(jun)(jun)特(te)性。未經抗菌(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)抗菌(jun)(jun)(jun)不銹(xiu)鋼(gang)，或僅做了固溶處(chu)理(li)和時效的(de)(de)樣品，都沒有(you)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)(de)抗菌(jun)(jun)(jun)性能。抗菌(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)條件對析出相的(de)(de)數量、形(xing)貌都有(you)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)(de)影(ying)響，從而影(ying)響殺菌(jun)(jun)(jun)率。

 YB/T 4171-2008規(gui)定經(jing)過(guo)抗(kang)菌(jun)(jun)熱處理的不(bu)(bu)銹鋼板（帶）和不(bu)(bu)銹鋼管的抗(kang)菌(jun)(jun)率(lv)應(ying)符(fu)合以下要求：對大腸桿菌(jun)(jun)抗(kang)菌(jun)(jun)率(lv)不(bu)(bu)小(xiao)于90％，對金黃(huang)色(se)葡萄(tao)球(qiu)菌(jun)(jun)抗(kang)菌(jun)(jun)率(lv)不(bu)(bu)小(xiao)于90%。

 含(han)(han)(han)銅(tong)(tong)奧氏體抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)(bu)銹鋼在(zai)(zai)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)(shi)，最初(chu)析出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)ε-Cu相(xiang)(xiang)在(zai)(zai)晶界成核(he)，隨(sui)著抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)過程的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)行，析出(chu)相(xiang)(xiang)向晶內(nei)生(sheng)(sheng)長成長度約為30nm的(de)(de)(de)(de)(de)棒狀，其(qi)(qi)生(sheng)(sheng)長方向是沿著鋼材加(jia)(jia)工(gong)方向的(de)(de)(de)(de)(de)。脫溶(rong)(rong)析出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)ε-Cu相(xiang)(xiang)為含(han)(han)(han)Cr、Ni、Fe的(de)(de)(de)(de)(de)Cu固溶(rong)(rong)體，其(qi)(qi)結(jie)構為面(mian)心立(li)方，隨(sui)著脫溶(rong)(rong)過程的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)行，富Cu相(xiang)(xiang)中的(de)(de)(de)(de)(de)Cu含(han)(han)(han)量(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)(qi)他元素的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)減少，ε-Cu相(xiang)(xiang)中的(de)(de)(de)(de)(de)Cu含(han)(han)(han)量(liang)最高可達約90％。許多文獻指出(chu)，較佳的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)為750℃左右保溫3h以上(shang)。奧氏體抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產工(gong)藝(yi)(yi)流程一(yi)般為：冶(ye)煉→熱(re)軋(ya)→退火→冷軋(ya)→固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)→抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。該工(gong)藝(yi)(yi)流程不(bu)(bu)(bu)足(zu)之處(chu)(chu)(chu)是：在(zai)(zai)750℃時(shi)(shi)效(xiao)3h，相(xiang)(xiang)當于對(dui)奧氏體鋼進(jin)(jin)行了(le)敏化(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，會降低(di)其(qi)(qi)耐(nai)蝕性(xing)，而為了(le)保證不(bu)(bu)(bu)銹鋼高的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)質量(liang)，最后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)必(bi)須(xu)在(zai)(zai)真空下進(jin)(jin)行，這在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)產上(shang)難(nan)以實現(xian)，亦不(bu)(bu)(bu)適應現(xian)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼生(sheng)(sheng)產線。為此(ci)，一(yi)些研究者嘗試在(zai)(zai)熱(re)軋(ya)后(hou)先(xian)(xian)進(jin)(jin)行抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，冷軋(ya)后(hou)再固溶(rong)(rong)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)，為了(le)保持(chi)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)性(xing)能，對(dui)2mm厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼板的(de)(de)(de)(de)(de)固溶(rong)(rong)時(shi)(shi)效(xiao)時(shi)(shi)間(jian)控制在(zai)(zai)2min。試驗(yan)結(jie)果(guo)表明，采(cai)用熱(re)軋(ya)→抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)→冷軋(ya)→固溶(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)，仍(reng)具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)效(xiao)果(guo)。鋼中的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)含(han)(han)(han)量(liang)自1.54％增(zeng)(zeng)至3.64％時(shi)(shi)，隨(sui)銅(tong)(tong)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)效(xiao)果(guo)逐步提高，當銅(tong)(tong)含(han)(han)(han)量(liang)達到3.5％時(shi)(shi)，殺菌(jun)(jun)(jun)率達到99％。隨(sui)銅(tong)(tong)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕性(xing)也(ye)有所提高。含(han)(han)(han)銅(tong)(tong)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)(bu)銹鋼隨(sui)銅(tong)(tong)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)(qi)強(qiang)度先(xian)(xian)減后(hou)增(zeng)(zeng)，而塑性(xing)則先(xian)(xian)增(zeng)(zeng)后(hou)減，但變化(hua)幅度不(bu)(bu)(bu)大。

 對含(han)銅鐵素體(ti)抗菌(jun)不銹(xiu)鋼中抗菌(jun)相(xiang)(xiang)析出行(xing)為(wei)的(de)(de)研究表明，在(zai)(zai)(zai)750℃×1h時(shi)效后(hou)(hou)，抗菌(jun)相(xiang)(xiang)為(wei)面心立方結(jie)構，與(yu)(yu)基(ji)體(ti)存在(zai)(zai)(zai)位向關(guan)系，但其(qi)取向關(guan)系存在(zai)(zai)(zai)多樣性。抗菌(jun)相(xiang)(xiang)的(de)(de)成分接近單(dan)質(zhi)銅，臨界析出溫度(du)(du)達到900℃，抗菌(jun)相(xiang)(xiang)的(de)(de)最佳時(shi)效溫度(du)(du)范(fan)圍為(wei)750～800℃，在(zai)(zai)(zai)銅含(han)量(liang)為(wei)1.56％時(shi)的(de)(de)析出量(liang)在(zai)(zai)(zai)0.6％以上，抗菌(jun)相(xiang)(xiang)呈桿(gan)狀，且溫度(du)(du)越(yue)高，其(qi)長度(du)(du)方向的(de)(de)平均尺寸越(yue)大。抗菌(jun)不銹(xiu)鋼的(de)(de)殺菌(jun)率和(he)其(qi)與(yu)(yu)細菌(jun)作用(yong)時(shi)間(jian)有關(guan)，鐵素體(ti)抗菌(jun)不銹(xiu)鋼與(yu)(yu)大腸(chang)桿(gan)菌(jun)作用(yong)150min左右(you)后(hou)(hou)，殺菌(jun)率才會(hui)達到99.9％以上。

 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(gen)據研究和(he)工(gong)業生產經驗，合金型(xing)抗(kang)菌不(bu)銹(xiu)鋼產品有如(ru)下優點：

   ①. 抗菌(jun)(jun)性廣譜，對多種(zhong)常見(jian)病菌(jun)(jun)均具(ju)有良好的殺菌(jun)(jun)效果；

  ②. 抗菌功(gong)效具有長(chang)效性(xing)，不會因表面磨損或長(chang)期浸泡(pao)而(er)喪失；

  ③. 抗(kang)菌不銹鋼(gang)對人體是安全的，在與菌液接(jie)(jie)觸時，銅離子溶出量很小(xiao)，抗(kang)菌的作用(yong)主(zhu)要(yao)通過與細菌的直(zhi)接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸來實現；

  ④. 不銹鋼的基本性(xing)(xing)能，如力學性(xing)(xing)能、耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)、冷熱加工性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)能與原鋼種基本相當；

  ⑤. 成本增(zeng)(zeng)加(jia)有(you)限，含(han)(han)銅抗菌(jun)不銹鋼(gang)的(de)成本增(zeng)(zeng)加(jia)10％～20％，含(han)(han)銀(yin)抗菌(jun)不銹鋼(gang)的(de)成本增(zeng)(zeng)加(jia)20%~40%。

 據報道(dao)，日本(ben)生產的鐵素體、奧氏體和馬氏體抗菌(jun)不銹鋼已分別在家電、廚房(fang)用具、刀具等領域得到推(tui)廣和應用。我國一(yi)些鋼鐵企(qi)業已可以提供各類抗菌(jun)不銹鋼。