1. 氧化

  氧(yang)(yang)化(hua)是(shi)(shi)(shi)金(jin)屬(shu)(shu)在高溫中和(he)(he)氧(yang)(yang)進(jin)行反(fan)應的現象。金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)化(hua)時(shi)，在其(qi)表(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鱗屑(xie)。這種鱗屑(xie)是(shi)(shi)(shi)離(li)子(zi)的結晶，由氧(yang)(yang)離(li)子(zi)和(he)(he)金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)構成(cheng)。支配氧(yang)(yang)化(hua)反(fan)應速度的有(you)兩個因素：一是(shi)(shi)(shi)金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)物與金(jin)屬(shu)(shu)形成(cheng)的界面(mian)(mian)向(xiang)氧(yang)(yang)化(hua)物表(biao)面(mian)(mian)的擴散速度；二是(shi)(shi)(shi)氧(yang)(yang)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)物表(biao)面(mian)(mian)向(xiang)內(nei)的擴散速度。

  不銹(xiu)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(gao)不銹鋼的耐氧化性，除增加鉻的含量以(yi)外(wai)，增加硅(gui)（Si）、鋁（Al）以(yi)及微量的稀(xi)土元素都是十分有效的。

  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(he)(he)物一般說，其(qi)(qi)揮發性大，即使(shi)在(zai)比較低的溫(wen)度(du)下，由于其(qi)(qi)銹(xiu)皮(pi)的多孔洞而引起劇烈(lie)的腐蝕。為了防止上述情況的發生，采取與提高其(qi)(qi)抗氧化(hua)能力同樣的做法，添加鉻（Cr）、硅(gui)（Si）、鋁（Al）是有(you)效(xiao)的。不銹(xiu)鋼使(shi)用在(zai)高溫(wen)場(chang)合(he)(he)，如重(zhong)油等高硫(liu)（S）燃料氣體，在(zai)銹(xiu)皮(pi)內(nei)層(ceng)產(chan)生硫(liu)化(hua)。所以必須(xu)特別注意含鉻（Cr）量(liang)低的合(he)(he)金或含鎳合(he)(he)金的硫(liu)化(hua)問題。

2. 滲碳和氮化(hua)

  不銹(xiu)鋼(gang)在高(gao)(gao)溫(wen)狀態(tai)(tai)下，和碳氫化(hua)(hua)(hua)合物、一(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳、有機物等接觸時就(jiu)會引起(qi)滲(shen)(shen)碳，這是(shi)因(yin)為在高(gao)(gao)溫(wen)狀態(tai)(tai)下，碳和氧(yang)的(de)(de)親和力(li)大(da)，但在氧(yang)的(de)(de)電位高(gao)(gao)的(de)(de)場合，不易引起(qi)滲(shen)(shen)碳。在碳化(hua)(hua)(hua)鉻(ge)容易析(xi)出(chu)的(de)(de)溫(wen)度區域中，表面就(jiu)會因(yin)滲(shen)(shen)碳而硬化(hua)(hua)(hua)。滲(shen)(shen)碳是(shi)因(yin)碳和鉻(ge)生成碳的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物而被固定下來，使其(qi)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)變壞。在氧(yang)電位低的(de)(de)還原性(xing)氛圍中，滲(shen)(shen)碳極容易發(fa)生。控制(zhi)滲(shen)(shen)碳的(de)(de)有效元素為鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和鎳（Ni）。

  氮(dan)化(hua)是在(zai)含氮(dan)的(de)(de)(de)高溫(wen)氣(qi)氛中(zhong)（氨分解氣(qi)體等）引(yin)起的(de)(de)(de)。不銹鋼會因內部生成氮(dan)化(hua)物而硬化(hua)，使抗氧化(hua)性變壞(huai)。在(zai)氧電位低的(de)(de)(de)還(huan)原性氛圍中(zhong)，容易(yi)引(yin)起氮(dan)化(hua)。控(kong)制氮(dan)化(hua)的(de)(de)(de)有(you)效辦法是增加(jia)鎳的(de)(de)(de)含量。