不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)是針對鋼(gang)鐵(tie)易銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)而(er)提(ti)出的(de)。是在普(pu)鋼(gang)應(ying)用的(de)基礎上(shang)，鋼(gang)材銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)為(wei)普(pu)遍現象，造成(cheng)鋼(gang)鐵(tie)設施(shi)不(bu)斷(duan)地減(jian)重和使去力學性(xing)能(neng)而(er)報廢。防止(zhi)鋼(gang)材銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)提(ti)出不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)方法的(de)概(gai)念，從鐵(tie)的(de)應(ying)用開(kai)始(shi)，防止(zhi)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)技術(shu)伴隨同生(sheng)，不(bu)斷(duan)創新，保存有幾千年的(de)防銹(xiu)(xiu)(xiu)實物呈現到今天，卻防銹(xiu)(xiu)(xiu)技術(shu)卻失傳(chuan)，為(wei)此(ci)感(gan)嘆但(dan)還(huan)得繼續。普(pu)鋼(gang)生(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)的(de)現象分(fen)(fen)析；普(pu)鋼(gang)的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)是鐵(tie)（Fe）和碳(C)的(de)最(zui)簡(jian)單最(zui)經濟的(de)組合，由于鐵(tie)-碳金屬中的(de)鐵(tie)元素(su)與空氣(qi)中活潑(po)的(de)氧(yang)氣(qi)接觸，發生(sheng)化(hua)學反應(ying)生(sheng)成(cheng)氧(yang)化(hua)物（FeO）這一(yi)層氧(yang)化(hua)物叫亞鐵(tie)，不(bu)穩定狀態(tai)，氧(yang)化(hua)鐵(tie)繼續氧(yang)化(hua)生(sheng)成(cheng)（Fe3O4），再氧化(hua)生產穩定（Fe2O3）。在普鋼表面是由以上三種結構(gou)的氧化物(wu)組(zu)成，年統計鋼鐵的銹蝕損(sun)(sun)耗(hao)達(da)到(dao)10%，而且氧化鐵物(wu)質是分散得不(bu)到(dao)回(hui)收條(tiao)件，造成很(hen)大的經(jing)濟損(sun)(sun)失和資源(yuan)浪費，不(bu)利益經(jing)濟的持續發展，研究(jiu)不(bu)銹的方法(fa)層出不(bu)窮，有(you)涂(tu)防銹漆的、有(you)電鍍合金(jin)的、有(you)涂(tu)塑的、再是材料本身是不(bu)銹材料的。
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)鋼的腐蝕(shi)
不銹(xiu)鋼(gang)也有腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，如(ru)在高溫(wen)(wen)(wen)下，表面(mian)被氧化形成氧化皮，這(zhe)是(shi)不爭的(de)事實。金屬腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)分兩方面(mian)發生，一是(shi)化學腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，二是(shi)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。金屬在高溫(wen)(wen)(wen)下產生的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫(jiao)化學腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，金屬在常(chang)溫(wen)(wen)(wen)下產生的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫(jiao)電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。化學腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫(jiao)均勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，電(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫(jiao)局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。
1. 化(hua)學(xue)腐蝕
金屬高(gao)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)這(zhe)是(shi)(shi)常知。只不(bu)(bu)過不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)(du)不(bu)(bu)一樣。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)能(neng)承受更高(gao)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)，如1Cr13(410)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)在500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)在600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)在800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)卻只有(you)200℃~300℃。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)升高(gao)而嚴重(zhong)，普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)隨(sui)時(shi)間(jian)而嚴重(zhong)。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面生成的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)皮反而阻止再氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)生成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)皮加重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。當(dang)然，人(ren)們要問，那么(me)在常溫(wen)呢？普(pu)鋼(gang)(gang)在無(wu)防護(hu)腐(fu)蝕(shi)(shi)措施的(de)(de)保護(hu)下(xia)也(ye)要被空(kong)氣中的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)常溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)要復(fu)雜得多(duo)，不(bu)(bu)僅與氧(yang)(yang)(yang)有(you)關，也(ye)與組(zu)織、內部夾雜、內部應力以及熱處理(li)狀態有(you)關、還(huan)與環(huan)境介質(zhi)有(you)關。下(xia)面要談到是(shi)(shi)電化(hua)(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化(hua)學腐蝕
前面談到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在高溫狀態(tai)下產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)現(xian)象。接下來(lai)說一(yi)說常溫狀態(tai)下的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)現(xian)象。要知道，溫度對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)氧化有(you)很大(da)關系，因為，不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)其表面氧化溫度是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)，所以，正確選取(qu)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)應考慮(lv)在什么(me)溫度下使(shi)用，再(zai)去考慮(lv)其它方面的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能和要求。說到(dao)這里，應該(gai)對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)了(le)一(yi)點了(le)解，不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)是(shi)(shi)有(you)條件的(de)(de)(de)(de)(de)。那么(me)，電(dian)(dian)化學腐蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)如何發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)呢？首先，應知道，物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)世界的(de)(de)(de)(de)(de)元素和組成的(de)(de)(de)(de)(de)化合(he)物(wu)(wu)，都具有(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（電(dian)(dian)極勢），也就(jiu)是(shi)(shi)說，不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)之間存在著電(dian)(dian)極勢，一(yi)旦有(you)溶(rong)液或電(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)充實兩物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)之間，創立了(le)電(dian)(dian)池回路，形成微電(dian)(dian)流。這就(jiu)說，電(dian)(dian)腐蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)一(yi)種普遍的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象。
a. 點腐(fu)蝕產生(sheng)有(you)的因(yin)素
①. 不銹鋼(gang)表面(mian)(mian)(mian)夾(jia)雜：表面(mian)(mian)(mian)存在有氧化(hua)物(wu)、硫化(hua)物(wu)、硅酸鹽等夾(jia)雜，如果表面(mian)(mian)(mian)再遇到水(shui)溶液附帶(dai)上面(mian)(mian)(mian)，水(shui)在兩物(wu)質之間電(dian)解，有微電(dian)流(liu)產生，水(shui)電(dian)解為氫離(li)子(zi)和氫氧離(li)子(zi)，而氫氧離(li)子(zi)與鉻可(ke)發生化(hua)學(xue)反應，變成氫氧化(hua)鉻而腐蝕。
②. 不銹鋼表(biao)面(mian)(mian)粗(cu)糙面(mian)(mian)：表(biao)面(mian)(mian)存(cun)(cun)在(zai)(zai)麻(ma)坑或麻(ma)面(mian)(mian)等(deng)粗(cu)糙的表(biao)面(mian)(mian)。粗(cu)糙的表(biao)面(mian)(mian)容易存(cun)(cun)積空氣中(zhong)的懸(xuan)浮微粒（灰塵），而灰塵又(you)吸附空氣中(zhong)的水份，于是，水份的存(cun)(cun)在(zai)(zai)，水份在(zai)(zai)兩物質之間(jian)的電(dian)極(ji)電(dian)位的作(zuo)用下電(dian)解，分解出氫(qing)離子和氫(qing)氧(yang)離子，氫(qing)氧(yang)離子與鉻反應而腐敗蝕。
③. 氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)環境(jing)：不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)處于有(you)氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)的(de)氣氛(fen)中時(shi)，氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)選(xuan)擇性破(po)壞(huai)表(biao)面(mian)鈍化膜，選(xuan)擇性是因為不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)存(cun)在有(you)夾雜、粗糙點、成(cheng)(cheng)分偏析和力學性能(neng)差異，氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)本就是電解質(zhi)，氯(lv)(lv)離子(zi)(zi)與氧(yang)(yang)可生(sheng)成(cheng)(cheng)次(ci)氯(lv)(lv)酸，氫氧(yang)(yang)離子(zi)(zi)與鉻反(fan)應生(sheng)成(cheng)(cheng)氫氧(yang)(yang)化鉻，鈍化膜一旦被破(po)壞(huai)就會(hui)出現腐蝕(shi)集中，也稱孔蝕(shi)。
b. 組織(zhi)腐(fu)蝕：
組織腐蝕也稱晶(jing)間腐蝕。奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)或奧(ao)氏體(ti)與鐵素體(ti)雙(shuang)相鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的碳元素隨加熱溶解于(yu)奧(ao)氏體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，如在(zai)熱軋制過程中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼(gang)被加熱到(dao)1000-1200℃，碳元素開(kai)始于(yu)900℃溶解于(yu)奧(ao)氏體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，1050℃碳元素基本完全(quan)溶解于(yu)奧(ao)氏體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)。但在(zai)冷(leng)卻過程中(zhong)(zhong)(zhong)，碳又從奧(ao)氏體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)被析(xi)出，并在(zai)晶(jing)間處(chu)與鉻元素化合，成為Cr23C6的碳化物(wu)。使(shi)晶(jing)間處(chu)的鉻含(han)量減少，造成貧鉻現象，也就使(shi)去防銹(xiu)的功(gong)能。
c. 應(ying)力(li)腐蝕：
不銹鋼熱(re)軋(ya)(ya)變形、冷拔變形、冷軋(ya)(ya)變形和(he)(he)熱(re)處理過(guo)程中(zhong)，鋼基內部殘余應(ying)力(li)(li)將造成通(tong)條性(xing)能(neng)不均。特別(bie)是冷變形表面，因晶(jing)格奇變，容易受外部環境(jing)影響（如(ru)摩擦、劃傷、碰撞(zhuang)和(he)(he)浸蝕(shi)受到腐蝕(shi)集中(zhong)）和(he)(he)附加應(ying)力(li)(li)疊合(he)大(da)于晶(jing)間原子力(li)(li)時被破壞(huai)。
二(er)、不銹鋼的耐腐蝕性能
馬氏(shi)體(ti)＜鐵素體(ti)＜鎳-鉻奧氏(shi)體(ti)
這里特別提到奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼分高鎳(nie)、低鎳(nie)和無鎳(nie)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。其(qi)不(bu)(bu)銹(xiu)性(xing)能有(you)：
無鎳奧氏(shi)體(ti)(ti)＜低鎳奧氏(shi)體(ti)(ti)＜高鎳奧氏(shi)體(ti)(ti)
——馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)是(shi)(shi)因為(wei)(wei)鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)含(han)量(liang)為(wei)(wei)13%左右，并有(you)(you)(you)碳含(han)量(liang)為(wei)(wei)0.1%~0.4%的(de)范圍變化。就(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)碳含(han)量(liang)較高(gao)，而碳元素(su)在不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)是(shi)(shi)降低耐銹(xiu)(xiu)(xiu)性能的(de)，所以防銹(xiu)(xiu)(xiu)性是(shi)(shi)隨(sui)碳含(han)量(liang)增加而下降。再來談談，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。人們常稱馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)為(wei)(wei)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)，還(huan)有(you)(you)(you)稱為(wei)(wei)鉻(ge)鐵(tie)鋼(gang)。其實馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)(you)(you)很大區別的(de)，一(yi)是(shi)(shi)形(xing)成(cheng)機理(li)不(bu)一(yi)樣(yang)；由于鋼(gang)中(zhong)碳元素(su)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)在高(gao)溫(wen)(wen)區為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)，冷(leng)(leng)卻(que)到低溫(wen)(wen)（常溫(wen)(wen)）為(wei)(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)，也就(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)(you)(you)相(xiang)變發生。根(gen)據冷(leng)(leng)卻(que)的(de)方式和(he)冷(leng)(leng)卻(que)速度(du)，可得(de)到淬火(huo)工(gong)藝有(you)(you)(you)不(bu)同的(de)硬度(du)和(he)強(qiang)度(du)性能，但塑性很低，冷(leng)(leng)變形(xing)較差，變形(xing)后(hou)容易自裂，需及(ji)時退火(huo)消除應力處理(li)。所以說(shuo)，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)能冷(leng)(leng)變形(xing)后(hou)交貨(huo)。
——鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼鉻(ge)含(han)(han)量(liang)(liang)提高到(dao)17%以(yi)(yi)(yi)上(shang)或碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)降(jiang)到(dao)0.08%以(yi)(yi)(yi)下(xia)時，其內部組織為(wei)鐵(tie)(tie)素體(ti)在高溫(wen)(wen)(wen)到(dao)低溫(wen)(wen)(wen)不(bu)(bu)(bu)(bu)發生相變(bian)(bian)，隨著鉻(ge)元(yuan)(yuan)素含(han)(han)量(liang)(liang)的增大，防銹蝕能力(li)(li)也增強(qiang)，但(dan)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼變(bian)(bian)形硬化率很低，變(bian)(bian)形應力(li)(li)也低。不(bu)(bu)(bu)(bu)能用(yong)冷變(bian)(bian)形提高強(qiang)度值，反而(er)降(jiang)低了(le)塑(su)性(xing)，使鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼變(bian)(bian)脆(cui)如受力(li)(li)而(er)自(zi)裂。再(zai)是鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼有(you)低溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)性(xing)，不(bu)(bu)(bu)(bu)能適用(yong)于(yu)常溫(wen)(wen)(wen)以(yi)(yi)(yi)下(xia)（特別是東北地區的冬季(ji)）的裝(zhuang)置，還有(you)475℃脆(cui)性(xing)的溫(wen)(wen)(wen)度下(xia)，所以(yi)(yi)(yi)使用(yong)范圍較(jiao)窄，造(zao)成使用(yong)上(shang)的限制。如果將鐵(tie)(tie)素體(ti)碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)(liang)降(jiang)低到(dao)0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)，再(zai)將鋼中的氮元(yuan)(yuan)素降(jiang)到(dao)0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)，而(er)低溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)性(xing)可降(jiang)到(dao)-80℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)，發揮出無鎳(nie)和防銹的優越性(xing)。
