1. 氧化

  氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)是(shi)(shi)金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)高溫中和(he)氧(yang)(yang)(yang)(yang)進行(xing)反應的(de)(de)現(xian)象(xiang)。金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)時，在(zai)其表(biao)面形(xing)(xing)成氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鱗屑。這種鱗屑是(shi)(shi)離(li)子(zi)的(de)(de)結晶，由氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)和(he)金(jin)(jin)屬(shu)離(li)子(zi)構(gou)成。支配氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)反應速(su)度的(de)(de)有兩(liang)個因素：一(yi)是(shi)(shi)金(jin)(jin)屬(shu)離(li)子(zi)從(cong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)與金(jin)(jin)屬(shu)形(xing)(xing)成的(de)(de)界(jie)面向氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)表(biao)面的(de)(de)擴散(san)速(su)度；二是(shi)(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)從(cong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)表(biao)面向內的(de)(de)擴散(san)速(su)度。

  不(bu)銹鋼的耐氧化性主要是由于鉻（Cr）的作用。鐵的銹皮，在一般情況下，從外層開始依次向內為Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO的三層結構，如果添加了鉻后，則會在FeO和金屬基面之間形成FeO·Cr₂₃O₆的微細結晶的第四層。鉻的添加量再高時，則第四層和金屬基面的分界面上出現Cr₂₃O₆層，因此使得外側層變薄。這個Cr₂₃O₆薄膜從內部開始防止金屬離子擴散，從而提高了金屬的耐氧化性。

為提高不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐氧(yang)化(hua)性，除增加(jia)鉻的(de)含量以(yi)外，增加(jia)硅（Si）、鋁(lv)（Al）以(yi)及微量的(de)稀土元素都(dou)是(shi)十分(fen)有(you)效的(de)。

  金屬和氣體進行反應，表面生成銹皮的高溫氣體腐蝕，除氧以外，還有因硫（S）和鹵族元素等存在而發生。這些腐蝕現象亦如前所述，同樣是由于銹皮物質擴散而成的。在硫化氫（H₂S）或二氧化硫（SO₂）等的高溫腐蝕中，成為硫化物的銹皮。因為這些硫化物的熔點比較低，容積比大，銹皮容易斷裂或剝落；晶格缺陷多的離子的擴散比較容易，容易造成低熔共晶體等。所以這些銹皮對金屬起到的保護作用很小。

  鹵族化(hua)合物一(yi)般說，其(qi)揮發性大(da)，即使在(zai)比較(jiao)低(di)的(de)(de)溫度下，由于其(qi)銹皮(pi)的(de)(de)多(duo)孔洞而引起劇烈(lie)的(de)(de)腐蝕。為了防止(zhi)上述(shu)情況的(de)(de)發生，采(cai)取(qu)與(yu)提高其(qi)抗氧(yang)化(hua)能力同(tong)樣的(de)(de)做法，添(tian)加鉻（Cr）、硅（Si）、鋁(lv)（Al）是有效的(de)(de)。不銹鋼使用在(zai)高溫場合，如重油等高硫（S）燃料氣體(ti)，在(zai)銹皮(pi)內(nei)層產生硫化(hua)。所以必須特別注意含鉻（Cr）量低(di)的(de)(de)合金或含鎳合金的(de)(de)硫化(hua)問題。

2. 滲碳和氮化(hua)

  不銹鋼(gang)在(zai)高溫狀態下(xia)，和(he)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物、一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)、有(you)機物等接觸時就會引起滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)，這是(shi)因(yin)為在(zai)高溫狀態下(xia)，碳(tan)(tan)(tan)(tan)和(he)氧(yang)的(de)親和(he)力(li)大，但在(zai)氧(yang)的(de)電位(wei)高的(de)場合(he)(he)，不易(yi)引起滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)。在(zai)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)鉻(ge)容易(yi)析出(chu)的(de)溫度區(qu)域中，表面就會因(yin)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)而硬(ying)化(hua)(hua)(hua)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)是(shi)因(yin)碳(tan)(tan)(tan)(tan)和(he)鉻(ge)生成碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物而被固定下(xia)來，使其(qi)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性變壞(huai)。在(zai)氧(yang)電位(wei)低的(de)還原性氛圍中，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)極容易(yi)發(fa)生。控(kong)制(zhi)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)有(you)效(xiao)元素為鉻(ge)（Cr）、硅(gui)（Si）、鋁（Al）、鈮(ni)（Nb）和(he)鎳（Ni）。

  氮(dan)(dan)化(hua)是在含氮(dan)(dan)的(de)高溫氣氛中（氨分解氣體(ti)等(deng)）引起的(de)。不(bu)銹鋼會因內部生成氮(dan)(dan)化(hua)物而硬化(hua)，使抗氧化(hua)性變壞。在氧電位低的(de)還(huan)原(yuan)性氛圍中，容易(yi)引起氮(dan)(dan)化(hua)。控制氮(dan)(dan)化(hua)的(de)有效(xiao)辦法是增加鎳的(de)含量。