不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)是(shi)針對鋼(gang)(gang)鐵(tie)易銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)而提出(chu)的(de)(de)。是(shi)在普(pu)鋼(gang)(gang)應(ying)用的(de)(de)基(ji)礎(chu)上，鋼(gang)(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)為普(pu)遍現(xian)象(xiang)，造成鋼(gang)(gang)鐵(tie)設施不(bu)(bu)斷(duan)(duan)地減重和使去力學(xue)性能而報(bao)廢。防(fang)(fang)止鋼(gang)(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)提出(chu)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)方法(fa)的(de)(de)概念，從(cong)鐵(tie)的(de)(de)應(ying)用開(kai)始，防(fang)(fang)止銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)(de)技術(shu)伴隨同(tong)生(sheng)(sheng)，不(bu)(bu)斷(duan)(duan)創新(xin)，保(bao)存有幾千(qian)年(nian)的(de)(de)防(fang)(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)實物呈現(xian)到今天(tian)，卻防(fang)(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)技術(shu)卻失(shi)傳，為此感嘆但還得繼續(xu)。普(pu)鋼(gang)(gang)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)現(xian)象(xiang)分析；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)化學(xue)成分是(shi)鐵(tie)（Fe）和碳(tan)(tan)(C)的(de)(de)最(zui)(zui)簡單最(zui)(zui)經(jing)濟的(de)(de)組合，由于鐵(tie)-碳(tan)(tan)金(jin)屬(shu)中的(de)(de)鐵(tie)元素與空氣中活潑的(de)(de)氧氣接觸，發生(sheng)(sheng)化學(xue)反應(ying)生(sheng)(sheng)成氧化物（FeO）這一層氧化物叫亞鐵(tie)，不(bu)(bu)穩(wen)定狀態，氧化鐵(tie)繼續(xu)氧化生(sheng)(sheng)成（Fe3O4），再氧化生產穩定（Fe2O3）。在(zai)普鋼表面(mian)是由(you)以上三種結構的氧(yang)化物組成(cheng)，年統計(ji)鋼鐵(tie)的銹(xiu)(xiu)蝕損耗(hao)達到10%，而且氧(yang)化鐵(tie)物質是分散得(de)不到回收條件，造成(cheng)很大的經(jing)濟(ji)損失和資源浪(lang)費，不利益經(jing)濟(ji)的持續發展，研(yan)究不銹(xiu)(xiu)的方法層出不窮，有(you)涂防銹(xiu)(xiu)漆的、有(you)電鍍合金的、有(you)涂塑(su)的、再(zai)是材(cai)料本身是不銹(xiu)(xiu)材(cai)料的。
只有不銹材料是環保而節約資源的有效方法。但不銹又是相對的，是相對于普碳鋼材而言的，是有條件的。不同的環境、不同的介質、不同的時長，不銹鋼同普碳鋼一樣會銹蝕。所以不銹鋼不是不銹，而是相對不銹。是在鐵-碳合金中增加鉻的元素，為鐵-碳-鉻三元素結合的金屬，將碳穩定在0.2%的含量時，鉻的含量增加到12.5%(原子量百分比12.5，重量百分比為11.6)時，呈現出不銹性（在干燥空氣中不被銹蝕）。鋼中鉻低于12.5%時，一般稱為合金鋼，相對易銹蝕。增加鉻的含量，防銹能力增強。而穩定鉻含量12.5%時，增加碳含量，防銹能力下降，降低碳的含量，防銹能力增強。不銹鋼必須含鉻元素而鉻含量最低不小于12.5%時才能稱此鋼材為不(bu)銹鋼。這是根據鉻使鉻-鐵合金的電極電位提高，鉻含量在1/8、2/8、3/8---原子比時，鐵-鉻合金電極電位呈跳躍式提高，叫n/8定律，也就是合金的電極電位從負電位變為正電位。不銹鋼只能在常態下對空氣中的氧產生過敏而鈍化呈現出不銹性，但對一般的酸、堿、鹽介質的耐蝕性能力差別很大。正因如此，不銹鋼在不銹的基礎上針對各種介質和環境，利用自然界存在的金屬元素（74種）和非金屬元素（17種）根據各種用途進行二元系、三元系和多元系研究，不銹鋼出現了滿足不同要求的很多鋼種，如耐酸不銹鋼06Cr19Ni10(304)等鋼種。沒有鉻元素或鉻元素小于12.5%的其它金屬只能稱合金鋼和合金材料。
一、不銹鋼的腐蝕
不銹(xiu)鋼也有腐(fu)(fu)(fu)蝕，如(ru)在高溫(wen)(wen)下，表面(mian)被氧化(hua)形成(cheng)氧化(hua)皮，這是(shi)(shi)不爭的(de)事實。金屬(shu)腐(fu)(fu)(fu)蝕分兩(liang)方(fang)面(mian)發生，一是(shi)(shi)化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕，二是(shi)(shi)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕。金屬(shu)在高溫(wen)(wen)下產(chan)生的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕叫(jiao)化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕，金屬(shu)在常溫(wen)(wen)下產(chan)生的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕叫(jiao)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕。化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕叫(jiao)均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕，電(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕叫(jiao)局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕。
1. 化學腐(fu)蝕
金屬高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐(fu)蝕這是常知。只不(bu)(bu)(bu)過不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕程度(du)(du)(du)(du)不(bu)(bu)(bu)一(yi)樣。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)能(neng)承受(shou)更高(gao)的(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，如1Cr13(410)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)600℃~700℃；而(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)在(zai)800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)卻(que)只有(you)200℃~300℃。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕程度(du)(du)(du)(du)隨(sui)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)升高(gao)而(er)嚴重(zhong)，普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕是隨(sui)時間(jian)而(er)嚴重(zhong)。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面生成的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)皮反而(er)阻止(zhi)再氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)生成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)皮加重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)。當然，人們要(yao)問，那(nei)么(me)在(zai)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)呢？普(pu)鋼(gang)(gang)在(zai)無防護腐(fu)蝕措施(shi)的(de)保(bao)護下(xia)也(ye)要(yao)被空氣中的(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)蝕掉(diao)。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐(fu)蝕要(yao)復雜得多，不(bu)(bu)(bu)僅(jin)與(yu)氧(yang)(yang)(yang)有(you)關，也(ye)與(yu)組(zu)織、內部夾雜、內部應(ying)力以(yi)及(ji)熱處(chu)理(li)狀(zhuang)態有(you)關、還與(yu)環境介質有(you)關。下(xia)面要(yao)談(tan)到是電化(hua)(hua)學腐(fu)蝕。
2. 電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)
前面(mian)談到不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)高溫(wen)狀(zhuang)態下產生(sheng)的(de)(de)腐(fu)蝕現象。接下來說(shuo)(shuo)一說(shuo)(shuo)常溫(wen)狀(zhuang)態下的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕現象。要(yao)知道，溫(wen)度(du)對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐氧(yang)(yang)化有很大關系，因為，不(bu)同(tong)性(xing)質的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)其表(biao)面(mian)氧(yang)(yang)化溫(wen)度(du)是(shi)(shi)不(bu)一樣的(de)(de)，所以(yi)，正(zheng)確選取不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應考慮在(zai)什(shen)么溫(wen)度(du)下使用，再(zai)去考慮其它方面(mian)的(de)(de)性(xing)能和(he)要(yao)求(qiu)。說(shuo)(shuo)到這里，應該對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有了一點了解，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)性(xing)是(shi)(shi)有條件的(de)(de)。那么，電(dian)化學腐(fu)蝕是(shi)(shi)如何發生(sheng)的(de)(de)呢？首先(xian)，應知道，物質世界的(de)(de)元(yuan)素和(he)組成的(de)(de)化合物，都具有不(bu)同(tong)的(de)(de)電(dian)極電(dian)位(wei)（電(dian)極勢(shi)），也就是(shi)(shi)說(shuo)(shuo)，不(bu)同(tong)的(de)(de)物質之間存在(zai)著電(dian)極勢(shi)，一旦有溶液或電(dian)解質充實兩物質之間，創(chuang)立了電(dian)池回路，形(xing)成微電(dian)流。這就說(shuo)(shuo)，電(dian)腐(fu)蝕是(shi)(shi)一種普遍的(de)(de)現象。
a. 點腐蝕產(chan)生(sheng)有的因(yin)素
①. 不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)夾雜：表(biao)面(mian)(mian)存在有(you)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)、硫化(hua)(hua)物(wu)、硅酸鹽等(deng)夾雜，如果表(biao)面(mian)(mian)再遇到水(shui)(shui)溶液附帶上面(mian)(mian)，水(shui)(shui)在兩物(wu)質之間電解，有(you)微電流產生，水(shui)(shui)電解為氫(qing)離子和氫(qing)氧(yang)離子，而氫(qing)氧(yang)離子與鉻(ge)可發生化(hua)(hua)學反應(ying)，變成(cheng)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鉻(ge)而腐蝕(shi)。
②. 不銹鋼表面(mian)(mian)粗(cu)糙面(mian)(mian)：表面(mian)(mian)存在麻坑或麻面(mian)(mian)等粗(cu)糙的(de)表面(mian)(mian)。粗(cu)糙的(de)表面(mian)(mian)容(rong)易存積(ji)空(kong)氣中的(de)懸浮(fu)微(wei)粒（灰(hui)塵(chen)），而灰(hui)塵(chen)又吸附空(kong)氣中的(de)水份(fen)，于(yu)是(shi)，水份(fen)的(de)存在，水份(fen)在兩物質之(zhi)間的(de)電極電位的(de)作(zuo)用(yong)下電解(jie)，分(fen)解(jie)出氫(qing)離子和氫(qing)氧(yang)離子，氫(qing)氧(yang)離子與鉻反(fan)應而腐敗蝕。
③. 氯(lv)(lv)離(li)子(zi)環境：不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)處于有氯(lv)(lv)離(li)子(zi)的氣氛中時，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)選擇性(xing)破(po)壞(huai)表(biao)面(mian)鈍(dun)化膜，選擇性(xing)是因為(wei)不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)存(cun)在有夾雜、粗糙(cao)點(dian)、成(cheng)(cheng)分(fen)偏析和(he)力學性(xing)能差(cha)異，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)本(ben)就(jiu)是電解質，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)與氧(yang)可生(sheng)成(cheng)(cheng)次氯(lv)(lv)酸(suan)，氫(qing)氧(yang)離(li)子(zi)與鉻反應生(sheng)成(cheng)(cheng)氫(qing)氧(yang)化鉻，鈍(dun)化膜一旦被破(po)壞(huai)就(jiu)會出現(xian)腐蝕(shi)集中，也稱孔蝕(shi)。
b. 組(zu)織腐蝕：
組織(zhi)腐蝕也稱晶(jing)間(jian)腐蝕。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼或奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)與(yu)(yu)鐵素(su)體(ti)(ti)雙相鋼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)碳(tan)元素(su)隨加熱溶解(jie)于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，如(ru)在熱軋制過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，鋼被加熱到1000-1200℃，碳(tan)元素(su)開(kai)始于(yu)900℃溶解(jie)于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，1050℃碳(tan)元素(su)基(ji)本完全溶解(jie)于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。但在冷卻過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，碳(tan)又從奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)被析出，并在晶(jing)間(jian)處與(yu)(yu)鉻元素(su)化合(he)，成為Cr23C6的(de)碳(tan)化物。使晶(jing)間(jian)處的(de)鉻含(han)量減少，造(zao)成貧鉻現象，也就使去防銹(xiu)的(de)功(gong)能。
c. 應(ying)力腐蝕：
不銹鋼熱軋變形、冷(leng)拔變形、冷(leng)軋變形和熱處理(li)過程中(zhong)，鋼基內部殘余應力(li)將(jiang)造成通(tong)條性能不均。特別是冷(leng)變形表面，因晶格奇變，容易受外部環境影響（如(ru)摩擦、劃傷、碰撞和浸蝕(shi)受到(dao)腐(fu)蝕(shi)集中(zhong)）和附加應力(li)疊合大于晶間(jian)原子力(li)時被破壞。
二、不(bu)銹鋼(gang)的耐腐蝕性能
馬氏體＜鐵素體＜鎳-鉻奧氏體
這(zhe)里特別提到奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼分高鎳、低鎳和無鎳奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼。其不(bu)銹性能(neng)有(you)：
無鎳奧(ao)氏(shi)體＜低鎳奧(ao)氏(shi)體＜高鎳奧(ao)氏(shi)體
——馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)是因為鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)鉻含(han)量為13%左右，并有(you)碳(tan)(tan)(tan)含(han)量為0.1%~0.4%的(de)范圍變化。就(jiu)是說(shuo)碳(tan)(tan)(tan)含(han)量較高，而(er)碳(tan)(tan)(tan)元(yuan)素(su)在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)是降低耐銹(xiu)(xiu)性能(neng)的(de)，所以防銹(xiu)(xiu)性是隨碳(tan)(tan)(tan)含(han)量增(zeng)加而(er)下降。再來談(tan)談(tan)，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。人們常稱馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)和鐵素(su)體(ti)為鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)，還有(you)稱為鉻鐵鋼(gang)(gang)。其實馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)很(hen)大區別的(de)，一是形(xing)成(cheng)機(ji)理不(bu)(bu)(bu)一樣；由于鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)(tan)元(yuan)素(su)是奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素(su)。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)在高溫區為奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，冷卻(que)到低溫（常溫）為馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，也就(jiu)是說(shuo)，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)相(xiang)變發生(sheng)。根據冷卻(que)的(de)方(fang)式和冷卻(que)速(su)度(du)，可得到淬(cui)火工藝(yi)有(you)不(bu)(bu)(bu)同的(de)硬度(du)和強度(du)性能(neng)，但塑性很(hen)低，冷變形(xing)較差，變形(xing)后容易(yi)自裂(lie)，需及時(shi)退火消除應(ying)力處理。所以說(shuo)，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)能(neng)冷變形(xing)后交貨。
——鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)提高到(dao)17%以(yi)上或碳含(han)(han)(han)量(liang)降(jiang)到(dao)0.08%以(yi)下時，其(qi)內部組織為鐵(tie)(tie)素(su)(su)體在高溫到(dao)低(di)(di)溫不(bu)(bu)發(fa)生相(xiang)變(bian)，隨著鉻(ge)元素(su)(su)含(han)(han)(han)量(liang)的增(zeng)大(da)，防(fang)銹(xiu)(xiu)蝕能(neng)力也增(zeng)強，但鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼變(bian)形硬化率很低(di)(di)，變(bian)形應力也低(di)(di)。不(bu)(bu)能(neng)用(yong)(yong)冷變(bian)形提高強度值(zhi)，反而(er)降(jiang)低(di)(di)了(le)塑性，使鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼變(bian)脆(cui)如(ru)受(shou)力而(er)自(zi)裂(lie)。再是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有(you)低(di)(di)溫脆(cui)性，不(bu)(bu)能(neng)適用(yong)(yong)于常溫以(yi)下（特別是(shi)(shi)東北地區的冬季）的裝置(zhi)，還有(you)475℃脆(cui)性的溫度下，所以(yi)使用(yong)(yong)范圍(wei)較窄，造成使用(yong)(yong)上的限制。如(ru)果將鐵(tie)(tie)素(su)(su)體碳含(han)(han)(han)量(liang)降(jiang)低(di)(di)到(dao)0.001%以(yi)下，再將鋼中(zhong)的氮元素(su)(su)降(jiang)到(dao)0.001%以(yi)下，而(er)低(di)(di)溫脆(cui)性可降(jiang)到(dao)-80℃以(yi)下，發(fa)揮出(chu)無鎳和防(fang)銹(xiu)(xiu)的優越性。
