1. 氧化

  氧(yang)(yang)化(hua)是(shi)金(jin)屬(shu)(shu)在高溫中(zhong)和氧(yang)(yang)進行反應(ying)的(de)現(xian)象。金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)化(hua)時(shi)，在其表(biao)面(mian)形成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鱗(lin)屑(xie)。這(zhe)種鱗(lin)屑(xie)是(shi)離(li)子(zi)的(de)結(jie)晶，由氧(yang)(yang)離(li)子(zi)和金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)構成(cheng)(cheng)。支(zhi)配氧(yang)(yang)化(hua)反應(ying)速(su)度的(de)有兩個因素：一是(shi)金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)與(yu)金(jin)屬(shu)(shu)形成(cheng)(cheng)的(de)界面(mian)向氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)表(biao)面(mian)的(de)擴散速(su)度；二(er)是(shi)氧(yang)(yang)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)表(biao)面(mian)向內(nei)的(de)擴散速(su)度。

  不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。

為提高不銹鋼的(de)耐(nai)氧化性，除增加(jia)鉻的(de)含(han)量以外(wai)，增加(jia)硅（Si）、鋁（Al）以及微量的(de)稀土元素都(dou)是(shi)十(shi)分有效的(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)(hua)合物一般說，其(qi)揮發性大，即使(shi)在比較低(di)的(de)溫度下，由(you)于其(qi)銹(xiu)皮的(de)多孔洞而(er)引起劇烈(lie)的(de)腐蝕(shi)。為(wei)了防止上述情況的(de)發生，采取與提高其(qi)抗氧化(hua)(hua)能力同(tong)樣的(de)做法，添(tian)加(jia)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁(lv)（Al）是有效的(de)。不銹(xiu)鋼使(shi)用在高溫場合，如(ru)重油等(deng)高硫(liu)(liu)（S）燃料氣體，在銹(xiu)皮內層(ceng)產生硫(liu)(liu)化(hua)(hua)。所以必須特別注意含鉻（Cr）量(liang)低(di)的(de)合金或含鎳合金的(de)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)問題。

2. 滲碳和氮化(hua)

  不(bu)銹鋼(gang)在(zai)高溫狀(zhuang)態(tai)下，和碳(tan)(tan)(tan)氫化合物、一氧(yang)化碳(tan)(tan)(tan)、有(you)機物等接觸時就(jiu)會引起(qi)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)，這(zhe)是因為(wei)在(zai)高溫狀(zhuang)態(tai)下，碳(tan)(tan)(tan)和氧(yang)的(de)親和力大(da)，但在(zai)氧(yang)的(de)電位高的(de)場(chang)合，不(bu)易引起(qi)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)。在(zai)碳(tan)(tan)(tan)化鉻容易析出的(de)溫度區域中，表面就(jiu)會因滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)而硬化。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)是因碳(tan)(tan)(tan)和鉻生成碳(tan)(tan)(tan)的(de)化合物而被(bei)固定下來(lai)，使其抗(kang)氧(yang)化性(xing)變(bian)壞(huai)。在(zai)氧(yang)電位低的(de)還原性(xing)氛圍中，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)極容易發生。控(kong)制滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)的(de)有(you)效(xiao)元(yuan)素為(wei)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和鎳(nie)（Ni）。

  氮(dan)化(hua)(hua)是(shi)在含(han)氮(dan)的(de)高(gao)溫氣氛(fen)中（氨分(fen)解氣體等）引(yin)起(qi)的(de)。不銹鋼(gang)會因內部(bu)生成氮(dan)化(hua)(hua)物而硬化(hua)(hua)，使(shi)抗(kang)氧化(hua)(hua)性變壞。在氧電位低(di)的(de)還原(yuan)性氛(fen)圍中，容(rong)易引(yin)起(qi)氮(dan)化(hua)(hua)。控制(zhi)氮(dan)化(hua)(hua)的(de)有效(xiao)辦法是(shi)增加鎳的(de)含(han)量。