不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)是針對鋼(gang)(gang)鐵(tie)易(yi)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)而(er)提出(chu)的。是在普(pu)鋼(gang)(gang)應用的基礎上(shang)，鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)為普(pu)遍(bian)現(xian)象(xiang)，造(zao)成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)設(she)施不(bu)(bu)(bu)斷地減重和使(shi)去力(li)學(xue)(xue)性能(neng)而(er)報廢。防(fang)止鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)提出(chu)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)方法的概念(nian)，從鐵(tie)的應用開始，防(fang)止銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)的技(ji)術伴隨同生(sheng)(sheng)，不(bu)(bu)(bu)斷創新，保存有幾千年的防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)實物(wu)呈現(xian)到今天，卻(que)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)技(ji)術卻(que)失傳，為此感嘆但還(huan)得繼續。普(pu)鋼(gang)(gang)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)的現(xian)象(xiang)分(fen)析；普(pu)鋼(gang)(gang)的化學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)是鐵(tie)（Fe）和碳(C)的最(zui)簡單最(zui)經濟(ji)的組合，由于鐵(tie)-碳金屬中的鐵(tie)元素與空氣中活潑的氧(yang)氣接觸，發生(sheng)(sheng)化學(xue)(xue)反應生(sheng)(sheng)成(cheng)氧(yang)化物(wu)（FeO）這(zhe)一(yi)層氧(yang)化物(wu)叫亞鐵(tie)，不(bu)(bu)(bu)穩定狀態，氧(yang)化鐵(tie)繼續氧(yang)化生(sheng)(sheng)成(cheng)（Fe3O4），再氧(yang)化生產穩(wen)定（Fe2O3）。在普鋼表面是(shi)由以(yi)上三(san)種結(jie)構的(de)氧(yang)化物(wu)組成，年統計鋼鐵(tie)的(de)銹(xiu)蝕(shi)損耗(hao)達到10%，而且氧(yang)化鐵(tie)物(wu)質(zhi)是(shi)分(fen)散得(de)不(bu)(bu)到回(hui)收(shou)條件，造成很大(da)的(de)經濟損失和(he)資源浪費(fei)，不(bu)(bu)利(li)益(yi)經濟的(de)持(chi)續發(fa)展，研(yan)究不(bu)(bu)銹(xiu)的(de)方(fang)法層出不(bu)(bu)窮(qiong)，有(you)涂(tu)防銹(xiu)漆的(de)、有(you)電鍍合金(jin)的(de)、有(you)涂(tu)塑的(de)、再是(shi)材(cai)料本身(shen)是(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)材(cai)料的(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(xiu)鋼(gang)的腐蝕
不銹鋼也有腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，如在高(gao)溫下(xia)，表面被(bei)氧(yang)化形成氧(yang)化皮，這是(shi)不爭的事(shi)實(shi)。金屬(shu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)分兩方面發生，一是(shi)化學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，二是(shi)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。金屬(shu)在高(gao)溫下(xia)產(chan)生的腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)化學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，金屬(shu)在常溫下(xia)產(chan)生的腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。化學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)局(ju)部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
1. 化(hua)學腐蝕
金屬高溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)這是常知。只不(bu)過不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)普(pu)(pu)(pu)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度不(bu)一樣。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)能(neng)承受更高的溫(wen)(wen)(wen)(wen)度，如1Cr13(410)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度在(zai)600℃~700℃；而(er)0Cr18Ni8(304) 的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度在(zai)800℃~900℃；普(pu)(pu)(pu)鋼(gang)的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度卻只有(you)200℃~300℃。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度隨溫(wen)(wen)(wen)(wen)度升高而(er)嚴重，普(pu)(pu)(pu)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是隨時間而(er)嚴重。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)生(sheng)成的氧(yang)(yang)化(hua)(hua)皮反而(er)阻止(zhi)再氧(yang)(yang)化(hua)(hua)，普(pu)(pu)(pu)鋼(gang)生(sheng)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)皮加重氧(yang)(yang)化(hua)(hua)。當然，人們要問(wen)，那(nei)么(me)在(zai)常溫(wen)(wen)(wen)(wen)呢？普(pu)(pu)(pu)鋼(gang)在(zai)無防(fang)護(hu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)措施(shi)的保護(hu)下也(ye)要被空氣中的氧(yang)(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)掉。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的常溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)要復雜得(de)多，不(bu)僅與(yu)氧(yang)(yang)有(you)關(guan)，也(ye)與(yu)組織、內部(bu)夾雜、內部(bu)應(ying)力以及熱處理狀態有(you)關(guan)、還與(yu)環境介質有(you)關(guan)。下面(mian)要談到是電(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
2. 電化學腐(fu)蝕
前面(mian)談到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)高溫狀(zhuang)(zhuang)態下產生的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)現(xian)象(xiang)(xiang)。接下來說一說常溫狀(zhuang)(zhuang)態下的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)現(xian)象(xiang)(xiang)。要(yao)知(zhi)道，溫度(du)對不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)耐氧化有很大關系，因為，不(bu)(bu)(bu)(bu)同性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼其(qi)表(biao)面(mian)氧化溫度(du)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)一樣的(de)(de)，所以(yi)，正確選取不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼應考(kao)慮在(zai)什(shen)么(me)溫度(du)下使用，再去考(kao)慮其(qi)它(ta)方(fang)面(mian)的(de)(de)性(xing)(xing)能和(he)要(yao)求。說到(dao)這(zhe)里，應該(gai)對不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼有了一點了解，不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)性(xing)(xing)是(shi)有條件的(de)(de)。那么(me)，電化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)如何發生的(de)(de)呢？首先，應知(zhi)道，物質(zhi)(zhi)(zhi)世界的(de)(de)元素和(he)組成的(de)(de)化合物，都(dou)具有不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)電極(ji)(ji)電位（電極(ji)(ji)勢），也就是(shi)說，不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)之間存在(zai)著電極(ji)(ji)勢，一旦有溶液或電解質(zhi)(zhi)(zhi)充(chong)實兩物質(zhi)(zhi)(zhi)之間，創立了電池(chi)回路，形成微電流。這(zhe)就說，電腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)一種普遍(bian)的(de)(de)現(xian)象(xiang)(xiang)。
a. 點(dian)腐蝕產(chan)生有的因(yin)素
①. 不銹鋼表面(mian)夾雜：表面(mian)存在(zai)有氧化物、硫化物、硅酸(suan)鹽等夾雜，如果表面(mian)再遇到水(shui)溶(rong)液附帶(dai)上面(mian)，水(shui)在(zai)兩物質之間電解(jie)，有微電流產生，水(shui)電解(jie)為氫(qing)離子和氫(qing)氧離子，而氫(qing)氧離子與鉻可(ke)發(fa)生化學(xue)反應，變(bian)成氫(qing)氧化鉻而腐(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)面(mian)(mian)：表(biao)面(mian)(mian)存(cun)(cun)在麻坑或麻面(mian)(mian)等(deng)粗糙(cao)(cao)的表(biao)面(mian)(mian)。粗糙(cao)(cao)的表(biao)面(mian)(mian)容易存(cun)(cun)積(ji)空氣(qi)中的懸浮微粒（灰(hui)塵(chen)），而灰(hui)塵(chen)又吸附(fu)空氣(qi)中的水份，于是，水份的存(cun)(cun)在，水份在兩物質之間的電極電位的作用(yong)下(xia)電解，分解出氫離子(zi)(zi)和氫氧離子(zi)(zi)，氫氧離子(zi)(zi)與鉻反應而腐敗蝕。
③. 氯離(li)(li)子(zi)(zi)環境：不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面處于(yu)有氯離(li)(li)子(zi)(zi)的氣氛(fen)中時，氯離(li)(li)子(zi)(zi)選(xuan)(xuan)擇性(xing)(xing)破(po)壞表(biao)面鈍化(hua)膜，選(xuan)(xuan)擇性(xing)(xing)是因(yin)為不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面存在有夾(jia)雜、粗糙點、成(cheng)分偏析和力學性(xing)(xing)能差(cha)異，氯離(li)(li)子(zi)(zi)本就(jiu)是電(dian)解質，氯離(li)(li)子(zi)(zi)與(yu)氧可生成(cheng)次氯酸，氫氧離(li)(li)子(zi)(zi)與(yu)鉻反應生成(cheng)氫氧化(hua)鉻，鈍化(hua)膜一旦被破(po)壞就(jiu)會出現腐蝕集中，也(ye)稱孔蝕。
b. 組織腐蝕：
組織(zhi)腐蝕也稱(cheng)晶間腐蝕。奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)或(huo)奧(ao)氏(shi)體(ti)與鐵素(su)體(ti)雙相鋼(gang)中(zhong)，鋼(gang)中(zhong)的碳(tan)元(yuan)(yuan)素(su)隨加熱(re)溶解(jie)于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)，如在(zai)(zai)(zai)熱(re)軋制過程中(zhong)，鋼(gang)被加熱(re)到1000-1200℃，碳(tan)元(yuan)(yuan)素(su)開始于(yu)900℃溶解(jie)于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)，1050℃碳(tan)元(yuan)(yuan)素(su)基本完全溶解(jie)于(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)。但在(zai)(zai)(zai)冷卻過程中(zhong)，碳(tan)又(you)從(cong)奧(ao)氏(shi)體(ti)中(zhong)被析出，并在(zai)(zai)(zai)晶間處(chu)(chu)與鉻元(yuan)(yuan)素(su)化合，成為Cr23C6的碳(tan)化物。使(shi)晶間處(chu)(chu)的鉻含量減(jian)少，造成貧鉻現象，也就使(shi)去防銹的功(gong)能。
c. 應力腐蝕：
不銹鋼熱軋(ya)變(bian)形(xing)、冷(leng)拔變(bian)形(xing)、冷(leng)軋(ya)變(bian)形(xing)和熱處理過程中，鋼基內部(bu)殘余(yu)應(ying)力將造成通條性能不均。特(te)別(bie)是冷(leng)變(bian)形(xing)表面，因晶格奇變(bian)，容易受(shou)外部(bu)環境影響（如摩擦、劃傷(shang)、碰撞和浸蝕受(shou)到腐(fu)蝕集中）和附加應(ying)力疊合大于晶間原子力時被(bei)破壞。
二、不銹(xiu)鋼的耐(nai)腐(fu)蝕性能
馬氏體＜鐵素體＜鎳(nie)-鉻奧氏體
這里特別(bie)提到(dao)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)分高鎳(nie)、低鎳(nie)和(he)無鎳(nie)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)。其(qi)不銹(xiu)性(xing)能有(you)：
無(wu)鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體＜低鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體＜高鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體
——馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)是(shi)因為鋼(gang)(gang)(gang)中鉻含(han)量為13%左右，并(bing)有碳(tan)含(han)量為0.1%~0.4%的(de)范圍變(bian)化。就(jiu)(jiu)是(shi)說(shuo)碳(tan)含(han)量較高，而碳(tan)元素(su)(su)在不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中是(shi)降低(di)耐銹性(xing)能(neng)的(de)，所以防銹性(xing)是(shi)隨(sui)碳(tan)含(han)量增加(jia)而下降。再來(lai)談談，馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。人們(men)常(chang)稱(cheng)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)為鉻不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)，還有稱(cheng)為鉻鐵(tie)鋼(gang)(gang)(gang)。其實馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)與鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)有很大(da)區別(bie)的(de)，一(yi)是(shi)形成(cheng)機(ji)理不(bu)(bu)一(yi)樣；由(you)于鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)元素(su)(su)是(shi)奧氏體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)(su)。馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)在高溫區為奧氏體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)，冷卻到低(di)溫（常(chang)溫）為馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)，也就(jiu)(jiu)是(shi)說(shuo)，馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)有相(xiang)變(bian)發生。根據冷卻的(de)方式和(he)冷卻速(su)度(du)，可得(de)到淬火(huo)工(gong)藝有不(bu)(bu)同的(de)硬度(du)和(he)強度(du)性(xing)能(neng)，但塑(su)性(xing)很低(di)，冷變(bian)形較差(cha)，變(bian)形后(hou)容(rong)易(yi)自裂，需及(ji)時退火(huo)消除應力處理。所以說(shuo)，馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)能(neng)冷變(bian)形后(hou)交貨。
——鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鉻含(han)量(liang)(liang)提(ti)高(gao)到(dao)17%以上或碳含(han)量(liang)(liang)降(jiang)到(dao)0.08%以下(xia)時，其內部組(zu)織(zhi)為鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)在高(gao)溫到(dao)低(di)溫不(bu)(bu)發生相變，隨著鉻元(yuan)素(su)含(han)量(liang)(liang)的(de)增(zeng)(zeng)大，防銹(xiu)蝕能力也(ye)(ye)增(zeng)(zeng)強，但鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)變形硬化率(lv)很低(di)，變形應力也(ye)(ye)低(di)。不(bu)(bu)能用(yong)冷變形提(ti)高(gao)強度(du)值，反而(er)(er)降(jiang)低(di)了(le)塑(su)性，使(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)變脆(cui)(cui)如受力而(er)(er)自裂。再(zai)是鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)低(di)溫脆(cui)(cui)性，不(bu)(bu)能適(shi)用(yong)于常溫以下(xia)（特(te)別是東北(bei)地區(qu)的(de)冬(dong)季）的(de)裝置，還有(you)475℃脆(cui)(cui)性的(de)溫度(du)下(xia)，所(suo)以使(shi)用(yong)范圍較窄，造成使(shi)用(yong)上的(de)限制。如果將(jiang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)碳含(han)量(liang)(liang)降(jiang)低(di)到(dao)0.001%以下(xia)，再(zai)將(jiang)鋼(gang)中的(de)氮元(yuan)素(su)降(jiang)到(dao)0.001%以下(xia)，而(er)(er)低(di)溫脆(cui)(cui)性可(ke)降(jiang)到(dao)-80℃以下(xia)，發揮出無鎳和(he)防銹(xiu)的(de)優越性。
