1. 氧(yang)化(hua)

  氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在高(gao)溫中和氧(yang)進(jin)行反(fan)應的現象。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時，在其(qi)表(biao)面形(xing)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鱗(lin)屑。這種鱗(lin)屑是離(li)子(zi)的結晶，由(you)氧(yang)離(li)子(zi)和金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)構成。支配氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應速(su)度的有兩個因(yin)素：一是金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離(li)子(zi)從氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成的界面向氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)表(biao)面的擴散速(su)度；二是氧(yang)離(li)子(zi)從氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)表(biao)面向內的擴散速(su)度。

  不銹鋼(gang)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。

為提高不銹鋼的(de)耐(nai)氧化性(xing)，除增(zeng)加鉻(ge)的(de)含量以外，增(zeng)加硅（Si）、鋁（Al）以及微量的(de)稀土(tu)元素都是十分有(you)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。

  鹵族化合(he)物一般說，其(qi)揮發性大，即使在(zai)比較低的(de)(de)(de)溫度下，由于(yu)其(qi)銹皮(pi)的(de)(de)(de)多孔洞而引(yin)起劇(ju)烈的(de)(de)(de)腐蝕。為了防止(zhi)上述情況(kuang)的(de)(de)(de)發生(sheng)，采(cai)取(qu)與提(ti)高(gao)(gao)其(qi)抗氧(yang)化能力同(tong)樣的(de)(de)(de)做法(fa)，添(tian)加(jia)鉻(ge)(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效的(de)(de)(de)。不銹鋼使用在(zai)高(gao)(gao)溫場合(he)，如重油等高(gao)(gao)硫（S）燃料氣體，在(zai)銹皮(pi)內層產生(sheng)硫化。所以(yi)必須特別注意含鉻(ge)(ge)（Cr）量(liang)低的(de)(de)(de)合(he)金或(huo)含鎳合(he)金的(de)(de)(de)硫化問題。

2. 滲碳和氮化

  不銹鋼在(zai)高溫狀(zhuang)態下(xia)，和(he)(he)碳(tan)氫(qing)化(hua)合物(wu)、一氧(yang)化(hua)碳(tan)、有機物(wu)等接觸時就會(hui)引起滲(shen)碳(tan)，這是因(yin)為在(zai)高溫狀(zhuang)態下(xia)，碳(tan)和(he)(he)氧(yang)的(de)(de)親(qin)和(he)(he)力大，但在(zai)氧(yang)的(de)(de)電位高的(de)(de)場合，不易(yi)(yi)引起滲(shen)碳(tan)。在(zai)碳(tan)化(hua)鉻容易(yi)(yi)析出的(de)(de)溫度(du)區(qu)域中，表面就會(hui)因(yin)滲(shen)碳(tan)而硬化(hua)。滲(shen)碳(tan)是因(yin)碳(tan)和(he)(he)鉻生成碳(tan)的(de)(de)化(hua)合物(wu)而被固(gu)定下(xia)來，使其(qi)抗氧(yang)化(hua)性變壞(huai)。在(zai)氧(yang)電位低(di)的(de)(de)還原性氛圍中，滲(shen)碳(tan)極(ji)容易(yi)(yi)發生。控制滲(shen)碳(tan)的(de)(de)有效元素(su)為鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和(he)(he)鎳（Ni）。

  氮(dan)(dan)化是在(zai)含氮(dan)(dan)的(de)高(gao)溫氣氛中（氨分解(jie)氣體等(deng)）引(yin)(yin)起的(de)。不(bu)銹鋼會因內部生成氮(dan)(dan)化物而硬化，使(shi)抗氧(yang)化性變壞(huai)。在(zai)氧(yang)電位(wei)低(di)的(de)還(huan)原性氛圍中，容(rong)易引(yin)(yin)起氮(dan)(dan)化。控制(zhi)氮(dan)(dan)化的(de)有效辦(ban)法(fa)是增加鎳的(de)含量(liang)。