不(bu)銹(xiu)(xiu)是針對鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)易(yi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)而提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)。是在(zai)普鋼(gang)(gang)應(ying)用的(de)(de)(de)基礎(chu)上，鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕(shi)為普遍(bian)現(xian)象，造成鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)設施不(bu)斷地減重和使去(qu)力學性能而報廢。防止鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕(shi)提(ti)出(chu)不(bu)銹(xiu)(xiu)方(fang)法的(de)(de)(de)概念，從鐵(tie)(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)應(ying)用開始，防止銹(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)(de)(de)技術(shu)伴隨同生(sheng)，不(bu)斷創新，保存有幾千年的(de)(de)(de)防銹(xiu)(xiu)實物呈現(xian)到今(jin)天，卻(que)防銹(xiu)(xiu)技術(shu)卻(que)失傳，為此感(gan)嘆但還得繼(ji)續(xu)。普鋼(gang)(gang)生(sheng)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)現(xian)象分(fen)析；普鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)化(hua)學成分(fen)是鐵(tie)(tie)(tie)(tie)（Fe）和碳(C)的(de)(de)(de)最簡單最經濟的(de)(de)(de)組合，由于(yu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)-碳金屬中(zhong)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)元素(su)與空氣中(zhong)活潑的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣接(jie)觸，發生(sheng)化(hua)學反(fan)應(ying)生(sheng)成氧(yang)(yang)化(hua)物（FeO）這一層氧(yang)(yang)化(hua)物叫亞鐵(tie)(tie)(tie)(tie)，不(bu)穩(wen)定狀態，氧(yang)(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)繼(ji)續(xu)氧(yang)(yang)化(hua)生(sheng)成（Fe3O4），再氧化(hua)生(sheng)產穩定（Fe2O3）。在普鋼表面(mian)是由以上(shang)三種結構的氧化(hua)物組成，年(nian)統(tong)計鋼鐵的銹蝕損(sun)(sun)耗達到(dao)10%，而且氧化(hua)鐵物質是分散得不(bu)到(dao)回(hui)收條件，造成很大的經濟損(sun)(sun)失和資(zi)源浪費，不(bu)利益經濟的持續(xu)發展(zhan)，研究不(bu)銹的方法層出不(bu)窮(qiong)，有涂防銹漆的、有電(dian)鍍合金(jin)的、有涂塑的、再是材料(liao)(liao)本身是不(bu)銹材料(liao)(liao)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、不銹鋼的(de)腐(fu)蝕
不銹(xiu)鋼也有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，如在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)，表面被氧化形成氧化皮，這是不爭的(de)事實(shi)。金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)分兩方面發(fa)生，一(yi)是化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，二是電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。金屬在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)產生的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，金屬在(zai)常溫(wen)(wen)下(xia)產生的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫均勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)叫局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
1. 化學腐蝕
金(jin)屬高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐蝕(shi)這是常(chang)知(zhi)。只(zhi)不(bu)過(guo)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)程(cheng)度(du)(du)不(bu)一樣(yang)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)能承受更高(gao)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，如(ru)1Cr13(410)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)600℃~700℃；而(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)卻只(zhi)有(you)200℃~300℃。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)程(cheng)度(du)(du)隨溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)而(er)嚴重(zhong)，普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)是隨時(shi)間而(er)嚴重(zhong)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)表(biao)面生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)皮反而(er)阻止(zhi)再氧化(hua)(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)氧化(hua)(hua)皮加重(zhong)氧化(hua)(hua)。當然，人(ren)們(men)要問(wen)，那么(me)在(zai)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)呢？普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)無防護腐蝕(shi)措施(shi)的(de)(de)(de)(de)保(bao)護下(xia)也要被空氣中的(de)(de)(de)(de)氧腐蝕(shi)掉。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)常(chang)溫(wen)(wen)(wen)(wen)腐蝕(shi)要復雜得(de)多(duo)，不(bu)僅(jin)與(yu)氧有(you)關(guan)，也與(yu)組織、內部夾雜、內部應力以及熱(re)處理狀態有(you)關(guan)、還與(yu)環境介(jie)質有(you)關(guan)。下(xia)面要談到是電化(hua)(hua)學腐蝕(shi)。
2. 電化學腐(fu)蝕
前(qian)面(mian)(mian)談到不(bu)銹鋼(gang)在高溫狀態(tai)下(xia)(xia)(xia)產生的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕現象(xiang)。接下(xia)(xia)(xia)來說(shuo)一說(shuo)常溫狀態(tai)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕現象(xiang)。要知道，溫度(du)對不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐氧化(hua)有很大關系，因為(wei)，不(bu)同(tong)性(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)其表面(mian)(mian)氧化(hua)溫度(du)是不(bu)一樣的(de)(de)(de)(de)(de)，所以，正確選取(qu)不(bu)銹鋼(gang)應考慮(lv)在什么溫度(du)下(xia)(xia)(xia)使(shi)用，再去考慮(lv)其它方(fang)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能和要求。說(shuo)到這里，應該對不(bu)銹鋼(gang)有了一點了解，不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹性(xing)是有條件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)。那(nei)么，電(dian)化(hua)學腐蝕是如何(he)發生的(de)(de)(de)(de)(de)呢？首先(xian)，應知道，物(wu)質世界的(de)(de)(de)(de)(de)元(yuan)素和組成的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)，都具有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位(wei)（電(dian)極(ji)(ji)勢），也就是說(shuo)，不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質之間存在著電(dian)極(ji)(ji)勢，一旦有溶液或電(dian)解質充實(shi)兩物(wu)質之間，創立了電(dian)池回路，形成微電(dian)流(liu)。這就說(shuo)，電(dian)腐蝕是一種普(pu)遍(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。
a. 點腐蝕(shi)產生有的(de)因素
①. 不銹鋼(gang)表(biao)(biao)面(mian)夾雜：表(biao)(biao)面(mian)存在有氧化(hua)物、硫化(hua)物、硅酸鹽等夾雜，如果表(biao)(biao)面(mian)再遇到水溶液(ye)附帶上面(mian)，水在兩物質(zhi)之間電(dian)解，有微電(dian)流產生，水電(dian)解為(wei)氫(qing)離子(zi)和(he)氫(qing)氧離子(zi)，而氫(qing)氧離子(zi)與鉻(ge)可發生化(hua)學反(fan)應，變成氫(qing)氧化(hua)鉻(ge)而腐蝕。
②. 不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)(mian)(mian)粗(cu)糙面(mian)(mian)(mian)：表(biao)面(mian)(mian)(mian)存在(zai)(zai)麻(ma)坑(keng)或麻(ma)面(mian)(mian)(mian)等粗(cu)糙的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)。粗(cu)糙的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)容易(yi)存積空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)懸(xuan)浮微(wei)粒(li)（灰(hui)塵），而灰(hui)塵又吸附(fu)空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)水(shui)份，于是，水(shui)份的(de)(de)存在(zai)(zai)，水(shui)份在(zai)(zai)兩物質(zhi)之間(jian)的(de)(de)電(dian)極電(dian)位的(de)(de)作用下電(dian)解，分解出氫(qing)離(li)子(zi)和氫(qing)氧離(li)子(zi)，氫(qing)氧離(li)子(zi)與(yu)鉻反應而腐敗(bai)蝕(shi)。
③. 氯離子(zi)環境：不銹鋼表(biao)面(mian)處于有(you)氯離子(zi)的氣(qi)氛中時，氯離子(zi)選擇性(xing)(xing)破壞表(biao)面(mian)鈍化(hua)膜(mo)，選擇性(xing)(xing)是因為(wei)不銹鋼表(biao)面(mian)存在(zai)有(you)夾雜、粗糙(cao)點、成分偏(pian)析(xi)和力學性(xing)(xing)能差異，氯離子(zi)本就是電解質，氯離子(zi)與(yu)氧(yang)(yang)可生成次氯酸，氫氧(yang)(yang)離子(zi)與(yu)鉻(ge)反應生成氫氧(yang)(yang)化(hua)鉻(ge)，鈍化(hua)膜(mo)一旦被破壞就會出(chu)現腐蝕集(ji)中，也稱孔蝕。
b. 組織腐蝕：
組織腐(fu)蝕(shi)也稱(cheng)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼或奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)與(yu)(yu)鐵素體(ti)(ti)雙相鋼中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的碳(tan)元(yuan)(yuan)素隨加熱(re)溶(rong)解(jie)于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，如在熱(re)軋(ya)制過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，鋼被(bei)(bei)加熱(re)到(dao)1000-1200℃，碳(tan)元(yuan)(yuan)素開始于900℃溶(rong)解(jie)于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，1050℃碳(tan)元(yuan)(yuan)素基本完全溶(rong)解(jie)于奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)。但在冷卻過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，碳(tan)又(you)從奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)被(bei)(bei)析出，并(bing)在晶間(jian)處與(yu)(yu)鉻(ge)(ge)元(yuan)(yuan)素化合，成為Cr23C6的碳(tan)化物(wu)。使晶間(jian)處的鉻(ge)(ge)含量減少，造成貧鉻(ge)(ge)現(xian)象，也就使去防(fang)銹的功(gong)能。
c. 應力(li)腐蝕：
不銹鋼(gang)熱軋變(bian)形、冷拔變(bian)形、冷軋變(bian)形和(he)(he)熱處理過程中，鋼(gang)基內部殘(can)余應(ying)力將造成通條性能不均。特(te)別是冷變(bian)形表(biao)面，因晶格奇變(bian)，容易受(shou)外部環境影響(xiang)（如摩擦(ca)、劃傷(shang)、碰撞和(he)(he)浸蝕(shi)受(shou)到腐蝕(shi)集中）和(he)(he)附(fu)加應(ying)力疊合大于(yu)晶間原子力時(shi)被破壞。
二、不銹鋼的耐腐蝕性能(neng)
馬(ma)氏體＜鐵素體＜鎳-鉻奧氏體
這里特別提到奧氏體(ti)不(bu)銹鋼分高鎳、低鎳和無鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼。其不(bu)銹性能有：
無鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)＜低鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)＜高鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)
——馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)是(shi)(shi)因為(wei)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)含(han)量為(wei)13%左(zuo)右，并有(you)碳含(han)量為(wei)0.1%~0.4%的范(fan)圍變(bian)化。就(jiu)是(shi)(shi)說碳含(han)量較(jiao)高，而碳元素(su)在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)是(shi)(shi)降低(di)耐銹(xiu)性(xing)能的，所(suo)以(yi)防銹(xiu)性(xing)是(shi)(shi)隨碳含(han)量增加而下降。再來(lai)談談，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。人們常稱馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)和(he)鐵(tie)素(su)體(ti)為(wei)鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，還有(you)稱為(wei)鉻(ge)鐵(tie)鋼(gang)(gang)(gang)。其(qi)實馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)很(hen)大區(qu)別的，一是(shi)(shi)形(xing)成(cheng)機理不(bu)一樣；由于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)碳元素(su)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元素(su)。馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)在高溫區(qu)為(wei)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)織，冷(leng)卻到低(di)溫（常溫）為(wei)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)織，也就(jiu)是(shi)(shi)說，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)相(xiang)變(bian)發生。根據冷(leng)卻的方式和(he)冷(leng)卻速度(du)，可(ke)得到淬火工藝有(you)不(bu)同的硬度(du)和(he)強度(du)性(xing)能，但(dan)塑性(xing)很(hen)低(di)，冷(leng)變(bian)形(xing)較(jiao)差，變(bian)形(xing)后容易自裂，需及時(shi)退火消除應力處(chu)理。所(suo)以(yi)說，馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)能冷(leng)變(bian)形(xing)后交貨。
——鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼鉻含(han)量(liang)(liang)提(ti)高(gao)(gao)到(dao)(dao)17%以(yi)上或(huo)碳含(han)量(liang)(liang)降到(dao)(dao)0.08%以(yi)下(xia)時，其內部組(zu)織為(wei)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)在高(gao)(gao)溫(wen)到(dao)(dao)低(di)(di)(di)溫(wen)不(bu)發生相變(bian)(bian)，隨(sui)著鉻元素(su)(su)(su)(su)含(han)量(liang)(liang)的(de)增大，防銹(xiu)(xiu)蝕能(neng)力(li)(li)也(ye)增強，但鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼變(bian)(bian)形硬(ying)化率很低(di)(di)(di)，變(bian)(bian)形應力(li)(li)也(ye)低(di)(di)(di)。不(bu)能(neng)用(yong)冷變(bian)(bian)形提(ti)高(gao)(gao)強度值，反(fan)而(er)降低(di)(di)(di)了塑性，使(shi)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼變(bian)(bian)脆(cui)(cui)如受力(li)(li)而(er)自裂。再是(shi)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有低(di)(di)(di)溫(wen)脆(cui)(cui)性，不(bu)能(neng)適用(yong)于常溫(wen)以(yi)下(xia)（特別是(shi)東北地區的(de)冬季）的(de)裝置，還有475℃脆(cui)(cui)性的(de)溫(wen)度下(xia)，所以(yi)使(shi)用(yong)范圍較窄(zhai)，造成(cheng)使(shi)用(yong)上的(de)限(xian)制(zhi)。如果(guo)將鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)碳含(han)量(liang)(liang)降低(di)(di)(di)到(dao)(dao)0.001%以(yi)下(xia)，再將鋼中的(de)氮元素(su)(su)(su)(su)降到(dao)(dao)0.001%以(yi)下(xia)，而(er)低(di)(di)(di)溫(wen)脆(cui)(cui)性可降到(dao)(dao)-80℃以(yi)下(xia)，發揮出(chu)無鎳和防銹(xiu)(xiu)的(de)優越性。
