1. 氧化

  氧(yang)(yang)化是金(jin)屬(shu)(shu)在高溫中和氧(yang)(yang)進行反應的(de)現象。金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)化時，在其表面形(xing)成(cheng)氧(yang)(yang)化鱗屑。這種鱗屑是離(li)(li)子(zi)的(de)結晶，由氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)和金(jin)屬(shu)(shu)離(li)(li)子(zi)構成(cheng)。支配氧(yang)(yang)化反應速度(du)的(de)有(you)兩個因素：一是金(jin)屬(shu)(shu)離(li)(li)子(zi)從(cong)氧(yang)(yang)化物與金(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成(cheng)的(de)界面向氧(yang)(yang)化物表面的(de)擴散速度(du)；二是氧(yang)(yang)離(li)(li)子(zi)從(cong)氧(yang)(yang)化物表面向內的(de)擴散速度(du)。

  不銹鋼的耐氧化性主要是由于鉻（Cr）的作用。鐵的銹皮，在一般情況下，從外層開始依次向內為Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO的三層結構，如果添加了鉻后，則會在FeO和金屬基面之間形成FeO·Cr₂₃O₆的微細結晶的第四層。鉻的添加量再高時，則第四層和金屬基面的分界面上出現Cr₂₃O₆層，因此使得外側層變薄。這個Cr₂₃O₆薄膜從內部開始防止金屬離子擴散，從而提高了金屬的耐氧化性。

為提高不銹鋼(gang)的(de)耐氧化性，除增加(jia)鉻的(de)含量以(yi)外(wai)，增加(jia)硅（Si）、鋁（Al）以(yi)及(ji)微量的(de)稀土元素都是(shi)十(shi)分有效的(de)。

  金屬和氣體進行反應，表面生成銹皮的高溫氣體腐蝕，除氧以外，還有因硫（S）和鹵族元素等存在而發生。這些腐蝕現象亦如前所述，同樣是由于銹皮物質擴散而成的。在硫化氫（H₂S）或二氧化硫（SO₂）等的高溫腐蝕中，成為硫化物的銹皮。因為這些硫化物的熔點比較低，容積比大，銹皮容易斷裂或剝落；晶格缺陷多的離子的擴散比較容易，容易造成低熔共晶體等。所以這些銹皮對金屬起到的保護作用很小。

  鹵(lu)族化合(he)(he)物一(yi)般(ban)說(shuo)，其(qi)揮發(fa)性大(da)，即(ji)使(shi)在(zai)(zai)(zai)比較低(di)的(de)溫度(du)下，由于其(qi)銹(xiu)皮的(de)多孔洞而引起(qi)劇烈的(de)腐(fu)蝕(shi)。為(wei)了防止上述情況的(de)發(fa)生，采取與提高其(qi)抗氧化能(neng)力同樣的(de)做法，添加(jia)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效的(de)。不銹(xiu)鋼使(shi)用在(zai)(zai)(zai)高溫場合(he)(he)，如重(zhong)油等高硫（S）燃料氣體，在(zai)(zai)(zai)銹(xiu)皮內層(ceng)產(chan)生硫化。所(suo)以必須特別注意含(han)鉻（Cr）量(liang)低(di)的(de)合(he)(he)金或含(han)鎳合(he)(he)金的(de)硫化問(wen)題。

2. 滲碳和氮化

  不(bu)(bu)銹鋼在(zai)高(gao)溫(wen)狀態(tai)下(xia)，和(he)碳(tan)氫化合(he)物、一氧(yang)化碳(tan)、有(you)機物等接觸時就(jiu)會引(yin)(yin)起滲(shen)碳(tan)，這是因為在(zai)高(gao)溫(wen)狀態(tai)下(xia)，碳(tan)和(he)氧(yang)的(de)(de)親和(he)力(li)大(da)，但在(zai)氧(yang)的(de)(de)電位高(gao)的(de)(de)場合(he)，不(bu)(bu)易引(yin)(yin)起滲(shen)碳(tan)。在(zai)碳(tan)化鉻(ge)容易析出的(de)(de)溫(wen)度(du)區域中，表面(mian)就(jiu)會因滲(shen)碳(tan)而硬化。滲(shen)碳(tan)是因碳(tan)和(he)鉻(ge)生成碳(tan)的(de)(de)化合(he)物而被固定(ding)下(xia)來，使其抗氧(yang)化性(xing)(xing)變(bian)壞(huai)。在(zai)氧(yang)電位低(di)的(de)(de)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)氛圍中，滲(shen)碳(tan)極容易發生。控制滲(shen)碳(tan)的(de)(de)有(you)效元素為鉻(ge)（Cr）、硅(gui)（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和(he)鎳(nie)（Ni）。

  氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)是在含氮(dan)(dan)的(de)(de)高溫氣(qi)氛中（氨分解氣(qi)體等）引(yin)起的(de)(de)。不銹鋼會因(yin)內部生成氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)物而硬(ying)化(hua)(hua)(hua)，使抗氧化(hua)(hua)(hua)性變壞。在氧電位(wei)低的(de)(de)還原性氛圍中，容易(yi)引(yin)起氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)。控制氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)有(you)效辦(ban)法(fa)是增加鎳的(de)(de)含量(liang)。