1. 氧化

  氧(yang)化(hua)是金(jin)屬(shu)(shu)在高溫中和(he)氧(yang)進行反應的(de)(de)現象。金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)化(hua)時，在其表(biao)面(mian)形(xing)成氧(yang)化(hua)鱗屑。這(zhe)種鱗屑是離(li)子(zi)的(de)(de)結晶，由(you)氧(yang)離(li)子(zi)和(he)金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)構成。支配氧(yang)化(hua)反應速度(du)的(de)(de)有(you)兩個(ge)因素：一是金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)從氧(yang)化(hua)物(wu)與金(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成的(de)(de)界面(mian)向氧(yang)化(hua)物(wu)表(biao)面(mian)的(de)(de)擴(kuo)散速度(du)；二是氧(yang)離(li)子(zi)從氧(yang)化(hua)物(wu)表(biao)面(mian)向內的(de)(de)擴(kuo)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(ti)高不(bu)銹鋼的耐(nai)氧化性，除(chu)增(zeng)加鉻的含量以外(wai)，增(zeng)加硅（Si）、鋁（Al）以及微(wei)量的稀土元素都是(shi)十分有效的。

  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。

  鹵族化(hua)合物一般說，其揮發(fa)性(xing)大(da)，即使(shi)在(zai)比較低的溫(wen)度下，由于其銹皮(pi)的多(duo)孔洞而(er)引起劇烈(lie)的腐蝕。為了(le)防止上述(shu)情況的發(fa)生，采(cai)取與提高其抗氧(yang)化(hua)能力(li)同樣的做法，添加(jia)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效(xiao)的。不(bu)銹鋼使(shi)用在(zai)高溫(wen)場合，如重油(you)等(deng)高硫（S）燃料氣體，在(zai)銹皮(pi)內層(ceng)產生硫化(hua)。所以必須特別注意(yi)含鉻（Cr）量低的合金或(huo)含鎳合金的硫化(hua)問題。

2. 滲(shen)碳和氮化

  不(bu)銹鋼在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)狀態下，和(he)碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)、一氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)、有機物(wu)(wu)等接觸時就會(hui)引起滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)，這是因為(wei)在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)狀態下，碳(tan)(tan)和(he)氧的親和(he)力大(da)，但在(zai)(zai)氧的電位高(gao)的場合(he)，不(bu)易引起滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)。在(zai)(zai)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)鉻容(rong)易析出的溫(wen)度(du)區域(yu)中(zhong)，表(biao)面就會(hui)因滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)而硬化(hua)(hua)。滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)是因碳(tan)(tan)和(he)鉻生(sheng)(sheng)成碳(tan)(tan)的化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)而被固定下來，使其(qi)抗氧化(hua)(hua)性變壞(huai)。在(zai)(zai)氧電位低的還原(yuan)性氛圍中(zhong)，滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)極(ji)容(rong)易發生(sheng)(sheng)。控制(zhi)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)的有效元素為(wei)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和(he)鎳（Ni）。

  氮(dan)(dan)化(hua)(hua)是(shi)在含氮(dan)(dan)的(de)高(gao)溫氣氛(fen)中（氨(an)分解(jie)氣體等）引起的(de)。不(bu)銹鋼會因內部生成氮(dan)(dan)化(hua)(hua)物而硬(ying)化(hua)(hua)，使抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)性變壞。在氧(yang)電位低的(de)還原性氛(fen)圍中，容(rong)易引起氮(dan)(dan)化(hua)(hua)。控制氮(dan)(dan)化(hua)(hua)的(de)有效辦法是(shi)增加(jia)鎳的(de)含量。