不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)是(shi)(shi)針對(dui)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)易銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)而提出的。是(shi)(shi)在(zai)普(pu)鋼(gang)(gang)應(ying)用(yong)的基礎(chu)上，鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)為(wei)普(pu)遍現象，造成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)設施不斷地減(jian)重和使去(qu)力(li)學性能而報廢(fei)。防止鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)提出不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)方(fang)法的概念，從鐵(tie)(tie)的應(ying)用(yong)開始，防止銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)的技術伴隨同生(sheng)，不斷創新，保(bao)存有幾(ji)千(qian)年的防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)實物呈(cheng)現到今天，卻防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)技術卻失(shi)傳，為(wei)此(ci)感嘆(tan)但還(huan)得繼續。普(pu)鋼(gang)(gang)生(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)的現象分(fen)析；普(pu)鋼(gang)(gang)的化(hua)學成(cheng)分(fen)是(shi)(shi)鐵(tie)(tie)（Fe）和碳(C)的最簡單(dan)最經(jing)濟(ji)的組合(he)，由于鐵(tie)(tie)-碳金屬中的鐵(tie)(tie)元素與空(kong)氣(qi)中活潑的氧(yang)氣(qi)接(jie)觸，發生(sheng)化(hua)學反應(ying)生(sheng)成(cheng)氧(yang)化(hua)物（FeO）這(zhe)一層氧(yang)化(hua)物叫亞鐵(tie)(tie)，不穩定狀態，氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)繼續氧(yang)化(hua)生(sheng)成(cheng)（Fe3O4），再氧化生產穩定（Fe2O3）。在普鋼表面是由以上三種(zhong)結構的(de)(de)氧化物組成，年統計鋼鐵(tie)的(de)(de)銹蝕損耗達到(dao)10%，而(er)且氧化鐵(tie)物質(zhi)是分散得不(bu)到(dao)回收(shou)條件(jian)，造成很(hen)大的(de)(de)經(jing)濟(ji)損失和資源浪費，不(bu)利(li)益經(jing)濟(ji)的(de)(de)持續發(fa)展，研究不(bu)銹的(de)(de)方法層(ceng)出不(bu)窮(qiong)，有涂防銹漆的(de)(de)、有電鍍合金(jin)的(de)(de)、有涂塑的(de)(de)、再是材料本(ben)身是不(bu)銹材料的(de)(de)。
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(bu)銹鋼的腐蝕(shi)
不銹鋼也(ye)有腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，如在(zai)高(gao)溫下(xia)，表面被(bei)氧化(hua)形(xing)成氧化(hua)皮，這是不爭的事實(shi)。金(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)分兩方(fang)面發(fa)生，一是化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，二(er)是電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。金(jin)屬(shu)在(zai)高(gao)溫下(xia)產生的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，金(jin)屬(shu)在(zai)常溫下(xia)產生的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。
1. 化學腐蝕
金屬高(gao)(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕這是常知。只(zhi)不(bu)(bu)(bu)過不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)普鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕程(cheng)度不(bu)(bu)(bu)一樣。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)能(neng)承(cheng)受更(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度，如(ru)1Cr13(410)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度在(zai)(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度在(zai)(zai)600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度在(zai)(zai)800℃~900℃；普鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度卻只(zhi)有200℃~300℃。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕程(cheng)度隨溫(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)而嚴重(zhong)，普鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕是隨時間(jian)而嚴重(zhong)。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)表面生成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)皮(pi)反(fan)而阻止再(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)，普鋼(gang)(gang)(gang)(gang)生成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)皮(pi)加(jia)重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。當(dang)然(ran)，人(ren)們(men)要問(wen)，那(nei)么在(zai)(zai)常溫(wen)(wen)呢？普鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)無防護腐(fu)(fu)蝕措施(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護下也(ye)(ye)要被(bei)空氣中的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)蝕掉(diao)。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)常溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕要復雜得(de)多(duo)，不(bu)(bu)(bu)僅與(yu)氧(yang)(yang)(yang)有關，也(ye)(ye)與(yu)組織、內部夾雜、內部應力以(yi)及熱處理(li)狀態有關、還與(yu)環(huan)境介質(zhi)有關。下面要談到是電(dian)化(hua)(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕。
2. 電(dian)化學腐蝕
前面談(tan)到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象(xiang)。接下(xia)來說一說常溫(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象(xiang)。要知(zhi)道，溫(wen)(wen)度對不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐氧化(hua)(hua)(hua)有(you)很大關系，因(yin)為，不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)性質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)其表(biao)面氧化(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度是不(bu)(bu)(bu)(bu)一樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，所以，正確選取(qu)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)應考慮(lv)在(zai)什(shen)么(me)(me)溫(wen)(wen)度下(xia)使用，再(zai)去考慮(lv)其它方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能和(he)要求(qiu)。說到(dao)這里，應該對不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)了一點了解，不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性是有(you)條件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。那么(me)(me)，電(dian)化(hua)(hua)(hua)學腐蝕(shi)是如何(he)發生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)呢？首先，應知(zhi)道，物質世界的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素和(he)組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)物，都具有(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)極電(dian)位（電(dian)極勢），也就(jiu)是說，不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質之間(jian)存在(zai)著電(dian)極勢，一旦有(you)溶液(ye)或(huo)電(dian)解質充(chong)實兩物質之間(jian)，創立了電(dian)池回路，形成微(wei)電(dian)流(liu)。這就(jiu)說，電(dian)腐蝕(shi)是一種普(pu)遍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。
a. 點腐蝕(shi)產(chan)生有的因素
①. 不銹鋼(gang)表面夾雜(za)：表面存在有氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)、硫化(hua)物(wu)、硅(gui)酸鹽等(deng)夾雜(za)，如(ru)果(guo)表面再遇到(dao)水溶液附(fu)帶上面，水在兩(liang)物(wu)質之間電(dian)(dian)解，有微電(dian)(dian)流產(chan)生，水電(dian)(dian)解為氫離子和氫氧(yang)(yang)離子，而氫氧(yang)(yang)離子與鉻(ge)可發生化(hua)學反應，變(bian)成氫氧(yang)(yang)化(hua)鉻(ge)而腐(fu)蝕。
②. 不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)面(mian)(mian)：表(biao)面(mian)(mian)存在(zai)麻(ma)坑或(huo)麻(ma)面(mian)(mian)等粗糙(cao)的(de)表(biao)面(mian)(mian)。粗糙(cao)的(de)表(biao)面(mian)(mian)容易存積空(kong)氣中的(de)懸浮微(wei)粒（灰塵(chen)），而灰塵(chen)又吸附空(kong)氣中的(de)水(shui)份，于是(shi)，水(shui)份的(de)存在(zai)，水(shui)份在(zai)兩物質之(zhi)間的(de)電極電位的(de)作用下電解，分解出(chu)氫離子和氫氧離子，氫氧離子與鉻反應而腐敗(bai)蝕。
③. 氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)環境(jing)：不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面處于(yu)有氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)的氣氛中(zhong)時，氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)選(xuan)(xuan)擇性破壞表(biao)面鈍化(hua)膜(mo)，選(xuan)(xuan)擇性是因為不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面存在有夾雜、粗糙(cao)點、成分偏析(xi)和力學性能差異，氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)本就是電(dian)解質，氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)與(yu)氧(yang)可生成次氯(lv)(lv)酸(suan)，氫氧(yang)離子(zi)(zi)與(yu)鉻(ge)反應生成氫氧(yang)化(hua)鉻(ge)，鈍化(hua)膜(mo)一(yi)旦被破壞就會(hui)出現(xian)腐蝕集中(zhong)，也(ye)稱(cheng)孔(kong)蝕。
b. 組織腐蝕(shi)：
組織腐(fu)(fu)蝕也稱晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕。奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)或奧(ao)氏(shi)體與(yu)鐵素(su)體雙相鋼(gang)中(zhong)，鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)元(yuan)素(su)隨加(jia)熱溶解于(yu)奧(ao)氏(shi)體中(zhong)，如在熱軋制過程(cheng)中(zhong)，鋼(gang)被(bei)加(jia)熱到1000-1200℃，碳(tan)(tan)元(yuan)素(su)開(kai)始于(yu)900℃溶解于(yu)奧(ao)氏(shi)體中(zhong)，1050℃碳(tan)(tan)元(yuan)素(su)基(ji)本完全溶解于(yu)奧(ao)氏(shi)體中(zhong)。但在冷(leng)卻(que)過程(cheng)中(zhong)，碳(tan)(tan)又從奧(ao)氏(shi)體中(zhong)被(bei)析出，并在晶(jing)間(jian)處(chu)(chu)與(yu)鉻(ge)元(yuan)素(su)化(hua)合，成為Cr23C6的(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物。使(shi)晶(jing)間(jian)處(chu)(chu)的(de)(de)鉻(ge)含量減少，造(zao)成貧(pin)鉻(ge)現象，也就(jiu)使(shi)去(qu)防銹的(de)(de)功能。
c. 應力腐蝕：
不銹鋼(gang)熱軋(ya)(ya)變形、冷拔變形、冷軋(ya)(ya)變形和熱處理過程中，鋼(gang)基(ji)內部(bu)殘余應力將造成通(tong)條(tiao)性能不均(jun)。特別是冷變形表(biao)面，因晶格奇變，容易受外(wai)部(bu)環境影響（如摩擦、劃傷、碰撞和浸(jin)蝕(shi)受到腐蝕(shi)集中）和附加應力疊合(he)大于(yu)晶間(jian)原子力時(shi)被(bei)破壞。
二、不銹鋼的耐腐蝕性能
馬氏體(ti)＜鐵素(su)體(ti)＜鎳-鉻奧氏體(ti)
這里特別提到奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼分(fen)高鎳、低鎳和(he)無鎳奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。其不(bu)(bu)銹(xiu)性能有：
無鎳奧(ao)氏體＜低鎳奧(ao)氏體＜高鎳奧(ao)氏體
——馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)因為(wei)(wei)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)鉻含(han)量為(wei)(wei)13%左(zuo)右，并有(you)碳(tan)含(han)量為(wei)(wei)0.1%~0.4%的(de)范圍變(bian)(bian)化。就是(shi)說(shuo)(shuo)碳(tan)含(han)量較(jiao)高(gao)，而(er)碳(tan)元(yuan)素(su)在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)是(shi)降(jiang)低(di)耐銹(xiu)性(xing)能的(de)，所(suo)以防銹(xiu)性(xing)是(shi)隨碳(tan)含(han)量增加而(er)下降(jiang)。再來談(tan)談(tan)，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。人(ren)們常稱馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)為(wei)(wei)鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，還有(you)稱為(wei)(wei)鉻鐵鋼(gang)(gang)(gang)。其實馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)很大區別的(de)，一是(shi)形成(cheng)(cheng)機理(li)不(bu)(bu)(bu)一樣；由于鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)碳(tan)元(yuan)素(su)是(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)。馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在高(gao)溫(wen)區為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，冷(leng)(leng)(leng)卻到(dao)低(di)溫(wen)（常溫(wen)）為(wei)(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，也(ye)就是(shi)說(shuo)(shuo)，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)相變(bian)(bian)發(fa)生。根據冷(leng)(leng)(leng)卻的(de)方式(shi)和(he)冷(leng)(leng)(leng)卻速度，可得到(dao)淬(cui)火工(gong)藝有(you)不(bu)(bu)(bu)同的(de)硬度和(he)強(qiang)度性(xing)能，但塑(su)性(xing)很低(di)，冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形較(jiao)差，變(bian)(bian)形后容易自裂，需及(ji)時退火消除應力(li)處理(li)。所(suo)以說(shuo)(shuo)，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)能冷(leng)(leng)(leng)變(bian)(bian)形后交貨。
——鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鉻含(han)(han)量提(ti)(ti)高到(dao)17%以上或碳含(han)(han)量降(jiang)到(dao)0.08%以下(xia)時，其內(nei)部(bu)組織為鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)在高溫(wen)(wen)到(dao)低(di)溫(wen)(wen)不(bu)(bu)發(fa)生相變(bian)，隨著鉻元(yuan)素(su)含(han)(han)量的增(zeng)大，防銹(xiu)蝕能力也增(zeng)強(qiang)，但鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)變(bian)形硬化率很(hen)低(di)，變(bian)形應力也低(di)。不(bu)(bu)能用(yong)冷變(bian)形提(ti)(ti)高強(qiang)度(du)值，反而降(jiang)低(di)了塑性(xing)，使鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)變(bian)脆(cui)如(ru)受力而自(zi)裂(lie)。再是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有低(di)溫(wen)(wen)脆(cui)性(xing)，不(bu)(bu)能適用(yong)于常溫(wen)(wen)以下(xia)（特別是(shi)(shi)東北地區的冬季）的裝置，還有475℃脆(cui)性(xing)的溫(wen)(wen)度(du)下(xia)，所以使用(yong)范圍(wei)較(jiao)窄(zhai)，造成(cheng)使用(yong)上的限制(zhi)。如(ru)果(guo)將鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)碳含(han)(han)量降(jiang)低(di)到(dao)0.001%以下(xia)，再將鋼(gang)(gang)(gang)中的氮元(yuan)素(su)降(jiang)到(dao)0.001%以下(xia)，而低(di)溫(wen)(wen)脆(cui)性(xing)可(ke)降(jiang)到(dao)-80℃以下(xia)，發(fa)揮出無鎳(nie)和防銹(xiu)的優越性(xing)。
