不銹鋼是指以不銹性和耐蝕性為主要特性，鉻含量至少為10.5%、碳含量最大不超過1.2%的鋼。腐蝕是機械零件(jian)受周(zhou)圍介質的化(hua)學和電化(hua)學作用而失(shi)效(xiao)的主要原因。一般的碳(tan)鋼(gang)和合金鋼(gang)在腐蝕介質的作用下,金屬(shu)表面會形成氧(yang)化(hua)膜,就(jiu)是人(ren)們(men)常說的生銹。氧(yang)化(hua)膜不能阻止金屬(shu)和腐蝕介質的接觸,氧(yang)化(hua)繼續進行,銹蝕不斷擴大,致使機械零件(jian)繼續生銹、腐蝕,直(zhi)至完全失(shi)效(xiao)。
不銹鋼是在普通低碳鋼和低合金鋼的基礎上添加一定量的鉻元素冶煉而成的,其不銹性與鋼中的鉻含量有關。當鋼中的鉻含量超過10.5%時,鋼再與大氣接觸時,其表面會生成一層致密的、不易脫落的氧化膜,稱作鈍化膜(Cr2O3)。這層致密的富鉻氧化膜可以隔離金屬與外界腐蝕介質的接觸,從而有效地保護了不銹鋼表面。這層氧化膜極薄,只有幾微米,像是披上一層透明的外衣。透過它可以看到依然是銀白色的金屬表面,使不銹鋼具有了獨特的表面。當表面鈍化膜一旦遭到破壞,鋼中的鉻會與腐蝕介質中的氧發生反應重新生成鈍化膜,繼續起保護作用。不銹鋼表面鈍化膜的成分、形態及結構越均勻,鋼的不銹性和耐蝕性就越好。
不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性,主(zhu)要取(qu)決于不銹(xiu)鋼中鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)和組織結構(gou),但也(ye)與腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)種類、溫(wen)度(du)、濃度(du)、壓力(li)(li)、流動(dong)速度(du)以(yi)及(ji)鋼中其他合金(jin)元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)等(deng)因素(su)(su)有關。不銹(xiu)鋼遇(yu)到特殊環(huan)境,也(ye)會出現(xian)局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),如點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、晶間腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和電偶腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等(deng)。為(wei)了使不銹(xiu)鋼克服這些腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),提(ti)高(gao)其耐(nai)蝕(shi)(shi)性,同(tong)時也(ye)為(wei)了使不銹(xiu)鋼具有良好的(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)性能(neng)(neng)、工(gong)藝性能(neng)(neng)和其他性能(neng)(neng),根(gen)據不同(tong)的(de)(de)(de)要求(qiu),在鋼中除了添加(jia)(jia)較高(gao)含(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)以(yi)外,還應(ying)分(fen)別加(jia)(jia)人(ren)鎳、鉬、錳、氮(dan)、鈦、鈮等(deng)合金(jin)元(yuan)素(su)(su)。這樣,不僅可以(yi)改變鈍(dun)化膜的(de)(de)(de)化學(xue)組成,提(ti)高(gao)它(ta)在苛刻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)中的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性,而且也(ye)可以(yi)使不銹(xiu)鋼具有足夠的(de)(de)(de)強度(du)、韌(ren)性、塑性和耐(nai)磨性,以(yi)及(ji)良好的(de)(de)(de)工(gong)藝性能(neng)(neng),如可鍛性、焊接(jie)性、切削(xue)加(jia)(jia)工(gong)性和壓力(li)(li)加(jia)(jia)工(gong)成形性等(deng)。
了解金屬(shu)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)特點及(ji)(ji)提(ti)高(gao)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性是很(hen)重(zhong)(zhong)要的(de)(de)。因(yin)(yin)為金屬(shu)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是有害的(de)(de),它會給國(guo)民經(jing)濟(ji)造成巨大的(de)(de)損失。鋼(gang)生(sheng)銹及(ji)(ji)高(gao)溫下的(de)(de)氧化,石油管道、化工設備、機械設備和(he)船舶殼體的(de)(de)損壞(huai)都(dou)是與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有關的(de)(de)。據不(bu)完(wan)全統計,全世界因(yin)(yin)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)而損壞(huai)的(de)(de)金屬(shu)制品(pin)約占當年鋼(gang)產量的(de)(de)10％。因(yin)(yin)此(ci)采取措(cuo)施，更廣泛地應(ying)用不(bu)銹鋼(gang)代替普通鋼(gang)，并提(ti)高(gao)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性對國(guo)民經(jing)濟(ji)的(de)(de)發展有著十分重(zhong)(zhong)要的(de)(de)意義(yi)。
耐熱鋼是在高溫條件下具有良好的化學穩定性或較高強度的鋼。過去，我國標準將不銹鋼同耐熱鋼分開，并分別有各自的國家標準。在新的國家標準GB／T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分》中，把這兩類鋼結合在一起，因此本書也將把這兩類鋼一起介紹。重點介紹不銹鋼的特性及應用，并適當介紹一些傳統不銹鋼和一些新研制的未納入新的國家標準的不銹鋼，同時也介紹一些不銹耐熱鋼的性能及應用。
