不(bu)銹(xiu)(xiu)是針對鋼(gang)鐵(tie)(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)而提(ti)出的(de)(de)(de)。是在普鋼(gang)應(ying)用的(de)(de)(de)基(ji)礎上，鋼(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)為普遍現(xian)象，造成鋼(gang)鐵(tie)(tie)設施不(bu)斷地減重和(he)使(shi)去力學性(xing)能而報廢(fei)。防止(zhi)鋼(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)提(ti)出不(bu)銹(xiu)(xiu)方法(fa)的(de)(de)(de)概(gai)念，從(cong)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)應(ying)用開始(shi)，防止(zhi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)技術(shu)伴隨(sui)同生(sheng)，不(bu)斷創(chuang)新，保存有幾(ji)千年的(de)(de)(de)防銹(xiu)(xiu)實物呈(cheng)現(xian)到(dao)今天，卻防銹(xiu)(xiu)技術(shu)卻失傳，為此(ci)感嘆但還得(de)繼續(xu)。普鋼(gang)生(sheng)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)現(xian)象分析；普鋼(gang)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成分是鐵(tie)(tie)（Fe）和(he)碳(tan)(C)的(de)(de)(de)最簡單最經濟的(de)(de)(de)組合(he)，由(you)于鐵(tie)(tie)-碳(tan)金屬(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)元素(su)與(yu)空氣中(zhong)活(huo)潑的(de)(de)(de)氧氣接觸，發生(sheng)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)生(sheng)成氧化(hua)(hua)物（FeO）這一(yi)層氧化(hua)(hua)物叫亞鐵(tie)(tie)，不(bu)穩(wen)定狀態(tai)，氧化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)繼續(xu)氧化(hua)(hua)生(sheng)成（Fe3O4），再氧化生產(chan)穩定(ding)（Fe2O3）。在(zai)普(pu)鋼表面(mian)是(shi)由以上三種結(jie)構的氧化物組成，年統計鋼鐵(tie)的銹(xiu)(xiu)蝕損(sun)耗(hao)達到10%，而且氧化鐵(tie)物質是(shi)分散得不到回(hui)收條件(jian)，造(zao)成很大(da)的經(jing)濟損(sun)失和(he)資(zi)源浪(lang)費，不利(li)益(yi)經(jing)濟的持續發展(zhan)，研究不銹(xiu)(xiu)的方法層出不窮(qiong)，有(you)涂防銹(xiu)(xiu)漆(qi)的、有(you)電鍍合(he)金(jin)的、有(you)涂塑的、再(zai)是(shi)材(cai)料(liao)本身是(shi)不銹(xiu)(xiu)材(cai)料(liao)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(gang)的腐蝕(shi)
不銹鋼也有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，如(ru)在(zai)高溫(wen)下，表面(mian)被氧(yang)化形成氧(yang)化皮，這是(shi)不爭的事實。金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)分兩方面(mian)發(fa)生，一是(shi)化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，二是(shi)電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。金屬在(zai)高溫(wen)下產生的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，金屬在(zai)常(chang)溫(wen)下產生的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
1. 化(hua)學腐蝕
金屬高(gao)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)這是常(chang)知。只(zhi)不(bu)過不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)普(pu)鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)不(bu)一樣。不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)能承受更高(gao)的(de)溫(wen)度(du)，如1Cr13(410)的(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)600℃~700℃；而(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)的(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)度(du)卻(que)只(zhi)有(you)200℃~300℃。不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)隨(sui)溫(wen)度(du)升高(gao)而(er)嚴重，普(pu)鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)是隨(sui)時(shi)間(jian)而(er)嚴重。不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)表面生(sheng)成的(de)氧(yang)化(hua)皮反而(er)阻止(zhi)再氧(yang)化(hua)，普(pu)鋼(gang)生(sheng)成氧(yang)化(hua)皮加重氧(yang)化(hua)。當然，人們(men)要(yao)(yao)問，那么(me)在(zai)常(chang)溫(wen)呢？普(pu)鋼(gang)在(zai)無防護腐(fu)蝕(shi)(shi)措施的(de)保護下也要(yao)(yao)被(bei)空氣中的(de)氧(yang)腐(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)常(chang)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)要(yao)(yao)復雜(za)(za)得多(duo)，不(bu)僅與(yu)氧(yang)有(you)關，也與(yu)組(zu)織、內(nei)部夾雜(za)(za)、內(nei)部應力以(yi)及熱處理狀態有(you)關、還(huan)與(yu)環境介質有(you)關。下面要(yao)(yao)談到是電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化學腐蝕
前(qian)面(mian)談到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高溫(wen)(wen)狀態下產(chan)生的(de)腐(fu)(fu)蝕現(xian)(xian)象(xiang)。接下來(lai)說一(yi)(yi)說常溫(wen)(wen)狀態下的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕現(xian)(xian)象(xiang)。要知(zhi)道，溫(wen)(wen)度對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐氧(yang)化(hua)有(you)(you)很大關系，因為，不(bu)(bu)(bu)(bu)同性(xing)質(zhi)的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)其表面(mian)氧(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度是不(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)(yi)樣(yang)的(de)，所以(yi)，正確選取不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應考慮在(zai)什么溫(wen)(wen)度下使用，再去考慮其它(ta)方面(mian)的(de)性(xing)能和(he)要求。說到(dao)這里，應該對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)(you)了(le)一(yi)(yi)點了(le)解，不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)是有(you)(you)條件的(de)。那么，電(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)(fu)蝕是如何發生的(de)呢(ni)？首(shou)先，應知(zhi)道，物(wu)質(zhi)世界的(de)元素(su)和(he)組(zu)成的(de)化(hua)合(he)物(wu)，都具有(you)(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)（電(dian)(dian)極(ji)勢），也(ye)就(jiu)是說，不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)物(wu)質(zhi)之間存在(zai)著電(dian)(dian)極(ji)勢，一(yi)(yi)旦有(you)(you)溶液或電(dian)(dian)解質(zhi)充實兩(liang)物(wu)質(zhi)之間，創(chuang)立了(le)電(dian)(dian)池回路，形成微電(dian)(dian)流。這就(jiu)說，電(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕是一(yi)(yi)種普遍的(de)現(xian)(xian)象(xiang)。
a. 點腐蝕產生有(you)的(de)因素
①. 不銹鋼表面(mian)(mian)夾(jia)雜：表面(mian)(mian)存在(zai)有氧(yang)化(hua)(hua)物、硫化(hua)(hua)物、硅酸鹽等夾(jia)雜，如(ru)果表面(mian)(mian)再遇(yu)到水(shui)溶液附(fu)帶(dai)上面(mian)(mian)，水(shui)在(zai)兩物質之間電(dian)解，有微(wei)電(dian)流產生(sheng)，水(shui)電(dian)解為氫(qing)離(li)子和氫(qing)氧(yang)離(li)子，而氫(qing)氧(yang)離(li)子與鉻可(ke)發生(sheng)化(hua)(hua)學反應，變成氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鉻而腐蝕。
②. 不(bu)銹鋼表面(mian)粗(cu)糙面(mian)：表面(mian)存在(zai)麻坑或(huo)麻面(mian)等粗(cu)糙的表面(mian)。粗(cu)糙的表面(mian)容易存積空(kong)氣(qi)中的懸浮微粒(li)（灰塵），而(er)(er)灰塵又(you)吸(xi)附空(kong)氣(qi)中的水份(fen)，于是，水份(fen)的存在(zai)，水份(fen)在(zai)兩物質之(zhi)間的電(dian)極電(dian)位(wei)的作用下電(dian)解，分解出氫(qing)離(li)子和(he)氫(qing)氧離(li)子，氫(qing)氧離(li)子與(yu)鉻(ge)反應(ying)而(er)(er)腐敗蝕。
③. 氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)環境(jing)：不銹(xiu)鋼表(biao)面處于有氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的氣氛中時(shi)，氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)選擇性破壞(huai)表(biao)面鈍化膜(mo)，選擇性是(shi)因(yin)為不銹(xiu)鋼表(biao)面存在有夾(jia)雜、粗糙點、成分偏析和力學性能差異，氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)本就(jiu)是(shi)電解質，氯離(li)(li)(li)子(zi)(zi)與氧(yang)(yang)可生成次氯酸，氫氧(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)與鉻反應(ying)生成氫氧(yang)(yang)化鉻，鈍化膜(mo)一旦被破壞(huai)就(jiu)會(hui)出現(xian)腐蝕集中，也(ye)稱孔(kong)蝕。
b. 組織腐蝕：
組織腐蝕也(ye)稱晶間腐蝕。奧氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼或奧氏(shi)(shi)體(ti)與鐵素(su)(su)體(ti)雙相鋼中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)碳元(yuan)素(su)(su)隨加(jia)熱溶(rong)(rong)解于(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，如在熱軋制過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼被加(jia)熱到1000-1200℃，碳元(yuan)素(su)(su)開始于(yu)900℃溶(rong)(rong)解于(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，1050℃碳元(yuan)素(su)(su)基本完全溶(rong)(rong)解于(yu)奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)。但在冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)，碳又從奧氏(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)被析出，并在晶間處與鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)化合(he)，成為(wei)Cr23C6的(de)(de)碳化物。使晶間處的(de)(de)鉻(ge)含量減少，造成貧鉻(ge)現象，也(ye)就(jiu)使去防銹(xiu)(xiu)的(de)(de)功能(neng)。
c. 應(ying)力腐蝕：
不銹(xiu)鋼(gang)熱軋變形(xing)、冷拔(ba)變形(xing)、冷軋變形(xing)和熱處理(li)過程中(zhong)(zhong)，鋼(gang)基內部殘(can)余應力將造(zao)成通(tong)條(tiao)性能(neng)不均。特別是(shi)冷變形(xing)表面，因晶格(ge)奇(qi)變，容易受外部環境(jing)影響（如摩擦、劃傷、碰撞和浸蝕(shi)受到(dao)腐蝕(shi)集中(zhong)(zhong)）和附加應力疊合大于晶間原子力時被破壞。
二、不銹鋼(gang)的耐(nai)腐蝕性能
馬氏體＜鐵素體＜鎳-鉻(ge)奧(ao)氏體
這(zhe)里(li)特別提(ti)到奧氏(shi)體不(bu)銹鋼分(fen)高鎳、低鎳和無鎳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼。其不(bu)銹性能有(you)：
無(wu)鎳(nie)奧氏(shi)(shi)體＜低鎳(nie)奧氏(shi)(shi)體＜高鎳(nie)奧氏(shi)(shi)體
——馬氏(shi)體(ti)是(shi)因(yin)為(wei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)含(han)(han)量(liang)為(wei)13%左(zuo)右，并有(you)碳(tan)含(han)(han)量(liang)為(wei)0.1%~0.4%的(de)范圍(wei)變化(hua)。就(jiu)是(shi)說碳(tan)含(han)(han)量(liang)較高(gao)，而碳(tan)元素(su)在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中是(shi)降低耐銹(xiu)性(xing)(xing)能的(de)，所以防銹(xiu)性(xing)(xing)是(shi)隨碳(tan)含(han)(han)量(liang)增加而下降。再來談談，馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。人(ren)們常稱(cheng)馬氏(shi)體(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)為(wei)鉻(ge)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，還有(you)稱(cheng)為(wei)鉻(ge)鐵(tie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。其實(shi)馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有(you)很大(da)區別的(de)，一(yi)是(shi)形(xing)成(cheng)機理(li)不(bu)(bu)(bu)一(yi)樣；由于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中碳(tan)元素(su)是(shi)奧氏(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)。馬氏(shi)體(ti)在高(gao)溫區為(wei)奧氏(shi)體(ti)組織(zhi)，冷(leng)卻到(dao)低溫（常溫）為(wei)馬氏(shi)體(ti)組織(zhi)，也就(jiu)是(shi)說，馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有(you)相變發生。根據冷(leng)卻的(de)方式和(he)冷(leng)卻速(su)度，可得到(dao)淬火工藝(yi)有(you)不(bu)(bu)(bu)同的(de)硬度和(he)強度性(xing)(xing)能，但塑性(xing)(xing)很低，冷(leng)變形(xing)較差，變形(xing)后容易自裂，需及時退火消(xiao)除應力處理(li)。所以說，馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)能冷(leng)變形(xing)后交(jiao)貨。
——鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼鉻含量提高(gao)到(dao)17%以(yi)上或碳含量降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)0.08%以(yi)下(xia)時，其內(nei)部組織(zhi)為鐵(tie)(tie)素(su)(su)體在高(gao)溫(wen)到(dao)低(di)溫(wen)不(bu)發(fa)生相變，隨著鉻元(yuan)素(su)(su)含量的增大，防銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕能力也增強，但鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼變形(xing)硬(ying)化率(lv)很低(di)，變形(xing)應(ying)力也低(di)。不(bu)能用冷(leng)變形(xing)提高(gao)強度值，反而降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低(di)了塑性(xing)(xing)，使鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼變脆(cui)如(ru)受力而自裂。再(zai)是鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼有低(di)溫(wen)脆(cui)性(xing)(xing)，不(bu)能適用于常溫(wen)以(yi)下(xia)（特別是東北地區的冬季）的裝置，還有475℃脆(cui)性(xing)(xing)的溫(wen)度下(xia)，所(suo)以(yi)使用范圍較窄(zhai)，造成使用上的限(xian)制。如(ru)果將(jiang)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體碳含量降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低(di)到(dao)0.001%以(yi)下(xia)，再(zai)將(jiang)鋼中的氮元(yuan)素(su)(su)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)0.001%以(yi)下(xia)，而低(di)溫(wen)脆(cui)性(xing)(xing)可降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)-80℃以(yi)下(xia)，發(fa)揮(hui)出(chu)無鎳和防銹(xiu)(xiu)(xiu)的優越性(xing)(xing)。
