1. 氧(yang)化(hua)

  氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)是(shi)金屬(shu)在高(gao)溫(wen)中和氧(yang)(yang)進(jin)行反應的現象。金屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時，在其表面(mian)形成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鱗(lin)屑(xie)。這種(zhong)鱗(lin)屑(xie)是(shi)離(li)子(zi)的結晶，由(you)氧(yang)(yang)離(li)子(zi)和金屬(shu)離(li)子(zi)構成(cheng)(cheng)。支配氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應速(su)度(du)的有兩個因素(su)：一(yi)是(shi)金屬(shu)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物與金屬(shu)形成(cheng)(cheng)的界面(mian)向(xiang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物表面(mian)的擴(kuo)散速(su)度(du)；二是(shi)氧(yang)(yang)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物表面(mian)向(xiang)內的擴(kuo)散速(su)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(de)耐氧(yang)化性(xing)，除增(zeng)加鉻的(de)含量(liang)以(yi)外，增(zeng)加硅（Si）、鋁（Al）以(yi)及(ji)微量(liang)的(de)稀土元素都是十分有效(xiao)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)物一般說(shuo)，其揮發性大，即使在比較低的(de)(de)(de)溫(wen)度下，由于其銹皮(pi)的(de)(de)(de)多孔洞而(er)引起劇烈的(de)(de)(de)腐蝕。為了防止上述情況的(de)(de)(de)發生(sheng)，采(cai)取與提高(gao)其抗氧化能力同(tong)樣的(de)(de)(de)做法，添(tian)加鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效的(de)(de)(de)。不(bu)銹鋼使用(yong)在高(gao)溫(wen)場合(he)(he)，如(ru)重油(you)等高(gao)硫（S）燃(ran)料氣體，在銹皮(pi)內(nei)層(ceng)產生(sheng)硫化。所以必須特(te)別注(zhu)意(yi)含(han)鉻（Cr）量低的(de)(de)(de)合(he)(he)金或含(han)鎳(nie)合(he)(he)金的(de)(de)(de)硫化問題。

2. 滲碳(tan)和氮化

  不銹(xiu)鋼在高溫(wen)狀(zhuang)態下，和碳(tan)(tan)(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合(he)物、一氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)、有機物等接觸時就會引起(qi)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)，這(zhe)是(shi)因為在高溫(wen)狀(zhuang)態下，碳(tan)(tan)(tan)(tan)和氧的(de)親和力大，但在氧的(de)電位高的(de)場(chang)合(he)，不易(yi)(yi)引起(qi)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)。在碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)鉻(ge)容易(yi)(yi)析出的(de)溫(wen)度(du)區(qu)域(yu)中，表面就會因滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)而硬化(hua)(hua)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)是(shi)因碳(tan)(tan)(tan)(tan)和鉻(ge)生成碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)化(hua)(hua)合(he)物而被(bei)固定下來，使其抗氧化(hua)(hua)性變(bian)壞。在氧電位低的(de)還原(yuan)性氛圍中，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)極容易(yi)(yi)發生。控制滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)有效(xiao)元素為鉻(ge)（Cr）、硅(gui)（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和鎳（Ni）。

  氮(dan)化(hua)是(shi)(shi)在(zai)含氮(dan)的(de)(de)高溫氣(qi)(qi)氛(fen)中(zhong)（氨分解氣(qi)(qi)體等）引起(qi)的(de)(de)。不銹(xiu)鋼會因(yin)內部生成氮(dan)化(hua)物而硬化(hua)，使抗氧化(hua)性變(bian)壞。在(zai)氧電位低的(de)(de)還原性氛(fen)圍(wei)中(zhong)，容易(yi)引起(qi)氮(dan)化(hua)。控制氮(dan)化(hua)的(de)(de)有效辦法是(shi)(shi)增加鎳的(de)(de)含量。