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)(tong)抗(kang)菌不(bu)(bu)銹鋼(gang)需要經過抗(kang)菌熱處理，這是(shi)由于銅(tong)(tong)在不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶解度(du)較高(gao)，多以原(yuan)子形式固(gu)溶于基(ji)體中(zhong)(zhong)，不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)容易形成(cheng)連(lian)續的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜，固(gu)溶的(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)原(yuan)子較難穿透鈍(dun)化(hua)膜，因此基(ji)本(ben)上表(biao)現不(bu)(bu)出(chu)抗(kang)菌功(gong)能。經過抗(kang)菌熱處理后，大部(bu)分銅(tong)(tong)原(yuan)子會從(cong)基(ji)體中(zhong)(zhong)析(xi)出(chu)，形成(cheng)富(fu)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)較大尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)相(xiang)，富(fu)銅(tong)(tong)相(xiang)從(cong)表(biao)面(mian)到(dao)(dao)內(nei)部(bu)呈(cheng)均勻(yun)分布。較大尺寸(cun)的(de)(de)(de)(de)富(fu)銅(tong)(tong)相(xiang)析(xi)出(chu)于鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)，造(zao)成(cheng)鈍(dun)化(hua)膜不(bu)(bu)連(lian)續，能與外界接觸，在潮濕的(de)(de)(de)(de)環境(jing)中(zhong)(zhong)析(xi)出(chu)銅(tong)(tong)離(li)子，起(qi)到(dao)(dao)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(bu)銹(xiu)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(jian)的(de)(de)(de)(de)表9.85所列含銅抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)理制(zhi)度。眾(zhong)多的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)均表明，含銅的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不銹鋼(gang)只有在經過(guo)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)理以后才能具有明顯的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)特性。未(wei)經抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不銹鋼(gang)，或僅做了固溶處(chu)(chu)理和時效的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品，都沒有明顯的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)性能。抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件對析出(chu)相的(de)(de)(de)(de)數量、形貌都有明顯的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，從而(er)影響(xiang)殺菌(jun)(jun)率。

 YB/T 4171-2008規(gui)定經過抗菌(jun)(jun)熱處理的不(bu)銹(xiu)鋼板（帶(dai)）和不(bu)銹(xiu)鋼管的抗菌(jun)(jun)率(lv)應符(fu)合以下要求：對大腸桿(gan)菌(jun)(jun)抗菌(jun)(jun)率(lv)不(bu)小于(yu)90％，對金黃色(se)葡(pu)萄球菌(jun)(jun)抗菌(jun)(jun)率(lv)不(bu)小于(yu)90%。

 含(han)(han)銅(tong)(tong)奧(ao)氏體抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)時(shi)，最初析出的(de)ε-Cu相(xiang)(xiang)(xiang)在(zai)晶界成(cheng)(cheng)核，隨(sui)(sui)著(zhu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)過(guo)程的(de)進(jin)行(xing)，析出相(xiang)(xiang)(xiang)向晶內(nei)生(sheng)(sheng)長(chang)成(cheng)(cheng)長(chang)度(du)約為(wei)(wei)30nm的(de)棒狀，其(qi)(qi)生(sheng)(sheng)長(chang)方(fang)向是(shi)沿著(zhu)鋼(gang)材加(jia)(jia)(jia)工方(fang)向的(de)。脫溶(rong)(rong)(rong)析出的(de)ε-Cu相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)含(han)(han)Cr、Ni、Fe的(de)Cu固(gu)溶(rong)(rong)(rong)體，其(qi)(qi)結構(gou)為(wei)(wei)面心立方(fang)，隨(sui)(sui)著(zhu)脫溶(rong)(rong)(rong)過(guo)程的(de)進(jin)行(xing)，富Cu相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)Cu含(han)(han)量(liang)增加(jia)(jia)(jia)，其(qi)(qi)他(ta)元素的(de)含(han)(han)量(liang)減(jian)少，ε-Cu相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)Cu含(han)(han)量(liang)最高(gao)(gao)(gao)可達約90％。許多文獻指(zhi)出，較佳的(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)工藝(yi)為(wei)(wei)750℃左右保(bao)(bao)溫3h以上。奧(ao)氏體抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)流程一般為(wei)(wei)：冶煉→熱(re)(re)軋(ya)→退火→冷(leng)(leng)軋(ya)→固(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)→抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)。該(gai)工藝(yi)流程不(bu)(bu)(bu)足(zu)之處(chu)(chu)(chu)是(shi)：在(zai)750℃時(shi)效(xiao)3h，相(xiang)(xiang)(xiang)當于對奧(ao)氏體鋼(gang)進(jin)行(xing)了(le)敏化處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，會降低(di)其(qi)(qi)耐蝕性(xing)(xing)，而為(wei)(wei)了(le)保(bao)(bao)證(zheng)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)高(gao)(gao)(gao)的(de)表面質量(liang)，最后的(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)必須在(zai)真空下進(jin)行(xing)，這(zhe)在(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)上難以實現，亦不(bu)(bu)(bu)適應(ying)現在(zai)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)生(sheng)(sheng)產(chan)線。為(wei)(wei)此，一些研究者嘗試在(zai)熱(re)(re)軋(ya)后先(xian)進(jin)行(xing)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，冷(leng)(leng)軋(ya)后再固(gu)溶(rong)(rong)(rong)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)工藝(yi)，為(wei)(wei)了(le)保(bao)(bao)持抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)能，對2mm厚的(de)鋼(gang)板的(de)固(gu)溶(rong)(rong)(rong)時(shi)效(xiao)時(shi)間控制(zhi)在(zai)2min。試驗結果(guo)表明，采(cai)用熱(re)(re)軋(ya)→抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)→冷(leng)(leng)軋(ya)→固(gu)溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，仍具有良(liang)好的(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)效(xiao)果(guo)。鋼(gang)中(zhong)的(de)銅(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)自1.54％增至3.64％時(shi)，隨(sui)(sui)銅(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)(jia)，抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)效(xiao)果(guo)逐步提高(gao)(gao)(gao)，當銅(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)達到3.5％時(shi)，殺菌(jun)(jun)(jun)(jun)率達到99％。隨(sui)(sui)銅(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)(jia)，鋼(gang)的(de)耐點蝕性(xing)(xing)也有所(suo)提高(gao)(gao)(gao)。含(han)(han)銅(tong)(tong)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)隨(sui)(sui)銅(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)的(de)增加(jia)(jia)(jia)，其(qi)(qi)強度(du)先(xian)減(jian)后增，而塑(su)性(xing)(xing)則先(xian)增后減(jian)，但變化幅度(du)不(bu)(bu)(bu)大。

 對含銅(tong)鐵素(su)體(ti)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不銹鋼(gang)中抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相析出(chu)行為的研究(jiu)表明，在(zai)750℃×1h時效后，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相為面心立方結(jie)構，與基體(ti)存(cun)在(zai)位向(xiang)關(guan)系，但其(qi)取向(xiang)關(guan)系存(cun)在(zai)多(duo)樣(yang)性。抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相的成(cheng)分(fen)接近單(dan)質銅(tong)，臨(lin)界析出(chu)溫(wen)度達(da)到900℃，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相的最佳時效溫(wen)度范圍(wei)為750～800℃，在(zai)銅(tong)含量為1.56％時的析出(chu)量在(zai)0.6％以(yi)上，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相呈桿狀，且溫(wen)度越(yue)高(gao)，其(qi)長度方向(xiang)的平均尺寸越(yue)大(da)。抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不銹鋼(gang)的殺菌(jun)(jun)(jun)(jun)率(lv)和其(qi)與細菌(jun)(jun)(jun)(jun)作(zuo)用(yong)時間有關(guan)，鐵素(su)體(ti)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不銹鋼(gang)與大(da)腸桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)作(zuo)用(yong)150min左右(you)后，殺菌(jun)(jun)(jun)(jun)率(lv)才會達(da)到99.9％以(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。

 根據研究(jiu)和工業生產經驗，合金(jin)型抗(kang)菌不銹鋼產品(pin)有如下優點：

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

  ②. 抗菌功效具有長效性，不會(hui)因(yin)表(biao)面磨損或長期浸泡而(er)喪失；

  ③. 抗(kang)菌(jun)不銹鋼對人體是安(an)全的，在與菌(jun)液接觸(chu)時，銅(tong)離子溶出量很小(xiao)，抗(kang)菌(jun)的作用主(zhu)要通過與細菌(jun)的直接接觸(chu)來(lai)實現；

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

  ⑤. 成本增加有限，含銅抗(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)的成本增加10％～20％，含銀抗(kang)菌(jun)不(bu)銹鋼(gang)的成本增加20%~40%。

 據報道，日本生產(chan)的鐵(tie)素體(ti)(ti)、奧氏體(ti)(ti)和馬(ma)氏體(ti)(ti)抗菌不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)已分別在家電、廚房用具、刀具等領域得(de)到推(tui)廣和應用。我國(guo)一些鋼(gang)鐵(tie)企業已可以提供各類抗菌不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。