不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)是針對鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕(shi)而提(ti)出的(de)(de)(de)(de)。是在普鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)，鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)為普遍(bian)現象，造成鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)設施不(bu)(bu)斷地(di)減重(zhong)和使(shi)去(qu)力學(xue)性能而報廢。防止鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)提(ti)出不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)概念，從鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)開始，防止銹(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)技術伴(ban)隨同生(sheng)(sheng)，不(bu)(bu)斷創(chuang)新，保存有幾(ji)千年的(de)(de)(de)(de)防銹(xiu)(xiu)實物呈現到今天，卻(que)防銹(xiu)(xiu)技術卻(que)失傳，為此感(gan)嘆但(dan)還(huan)得繼(ji)續。普鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)現象分析；普鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成分是鐵(tie)(tie)（Fe）和碳(tan)(C)的(de)(de)(de)(de)最(zui)簡單(dan)最(zui)經濟的(de)(de)(de)(de)組合，由于鐵(tie)(tie)-碳(tan)金屬中的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)元素與空氣中活潑的(de)(de)(de)(de)氧(yang)氣接觸，發生(sheng)(sheng)化學(xue)反(fan)應(ying)生(sheng)(sheng)成氧(yang)化物（FeO）這一(yi)層(ceng)氧(yang)化物叫亞鐵(tie)(tie)，不(bu)(bu)穩定狀(zhuang)態，氧(yang)化鐵(tie)(tie)繼(ji)續氧(yang)化生(sheng)(sheng)成（Fe3O4），再氧化生(sheng)產穩定（Fe2O3）。在普鋼表面是(shi)由以上三種結構的(de)氧(yang)化物組成(cheng)，年統計鋼鐵(tie)的(de)銹蝕損耗達到10%，而且(qie)氧(yang)化鐵(tie)物質(zhi)是(shi)分散(san)得不到回收條件，造成(cheng)很大的(de)經(jing)(jing)濟損失和(he)資源浪費，不利益經(jing)(jing)濟的(de)持續發展，研(yan)究(jiu)不銹的(de)方法層出不窮，有(you)涂防銹漆(qi)的(de)、有(you)電鍍(du)合金的(de)、有(you)涂塑的(de)、再是(shi)材料本身是(shi)不銹材料的(de)。
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(bu)銹鋼的腐蝕
不銹鋼也(ye)有腐(fu)蝕(shi)(shi)，如在(zai)(zai)高溫下(xia)(xia)，表面被氧(yang)化形成氧(yang)化皮，這(zhe)是(shi)不爭的(de)事(shi)實。金屬腐(fu)蝕(shi)(shi)分兩方面發生，一(yi)是(shi)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)，二是(shi)電(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。金屬在(zai)(zai)高溫下(xia)(xia)產生的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)，金屬在(zai)(zai)常(chang)溫下(xia)(xia)產生的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)電(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)，電(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)叫(jiao)(jiao)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)。
1. 化學腐蝕(shi)
金屬(shu)高(gao)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)這是常(chang)知(zhi)。只不(bu)過不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)與普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程(cheng)度不(bu)一樣。不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)能承(cheng)受更高(gao)的(de)(de)(de)溫(wen)度，如1Cr13(410)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度在500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度在600℃~700℃；而(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度在800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度卻只有(you)200℃~300℃。不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程(cheng)度隨溫(wen)度升高(gao)而(er)嚴(yan)重(zhong)，普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)是隨時間而(er)嚴(yan)重(zhong)。不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)表面生成的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)皮反(fan)而(er)阻止再氧(yang)(yang)(yang)化(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)生成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)皮加重(zhong)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)。當然(ran)，人們要(yao)問，那(nei)么在常(chang)溫(wen)呢？普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)在無防護腐(fu)蝕(shi)(shi)措(cuo)施的(de)(de)(de)保護下也(ye)要(yao)被空氣中的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)蝕(shi)(shi)掉(diao)。不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)常(chang)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)要(yao)復雜得多，不(bu)僅與氧(yang)(yang)(yang)有(you)關(guan)，也(ye)與組織、內部夾雜、內部應(ying)力以及熱處(chu)理(li)狀態有(you)關(guan)、還與環境介質有(you)關(guan)。下面要(yao)談到是電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化(hua)學(xue)腐蝕
前面(mian)談到不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)狀態下(xia)產(chan)生的(de)腐(fu)蝕現象。接下(xia)來說(shuo)(shuo)(shuo)一(yi)說(shuo)(shuo)(shuo)常溫(wen)(wen)狀態下(xia)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)腐(fu)蝕現象。要(yao)知道(dao)(dao)，溫(wen)(wen)度(du)(du)對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)耐氧化有(you)(you)很(hen)大(da)關(guan)系，因為，不(bu)(bu)同(tong)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼其表面(mian)氧化溫(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)(shi)不(bu)(bu)一(yi)樣的(de)，所以，正確選取不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼應考慮在(zai)(zai)什么溫(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)使用，再(zai)去考慮其它方(fang)面(mian)的(de)性(xing)(xing)(xing)能和要(yao)求。說(shuo)(shuo)(shuo)到這(zhe)里，應該對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼有(you)(you)了(le)一(yi)點(dian)了(le)解(jie)，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)有(you)(you)條件的(de)。那(nei)么，電(dian)化學腐(fu)蝕是(shi)(shi)如何發生的(de)呢？首先，應知道(dao)(dao)，物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)世(shi)界的(de)元素和組成的(de)化合物(wu)(wu)，都具(ju)有(you)(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)電(dian)極電(dian)位(wei)（電(dian)極勢(shi)），也就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)(shuo)(shuo)，不(bu)(bu)同(tong)的(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)之(zhi)間存在(zai)(zai)著電(dian)極勢(shi)，一(yi)旦有(you)(you)溶液或電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)充(chong)實(shi)兩物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)之(zhi)間，創立了(le)電(dian)池回(hui)路，形成微電(dian)流。這(zhe)就(jiu)(jiu)說(shuo)(shuo)(shuo)，電(dian)腐(fu)蝕是(shi)(shi)一(yi)種普遍的(de)現象。
a. 點腐(fu)蝕產生有的因素
①. 不銹鋼表(biao)面夾(jia)雜(za)(za)：表(biao)面存在(zai)有氧化(hua)物(wu)、硫化(hua)物(wu)、硅酸鹽等夾(jia)雜(za)(za)，如果表(biao)面再(zai)遇到(dao)水溶液(ye)附(fu)帶上面，水在(zai)兩物(wu)質之間電解(jie)，有微電流產生，水電解(jie)為氫(qing)(qing)離(li)(li)(li)子(zi)和氫(qing)(qing)氧離(li)(li)(li)子(zi)，而氫(qing)(qing)氧離(li)(li)(li)子(zi)與(yu)鉻可(ke)發生化(hua)學反應，變成(cheng)氫(qing)(qing)氧化(hua)鉻而腐蝕。
②. 不銹鋼(gang)表面(mian)(mian)(mian)粗糙(cao)面(mian)(mian)(mian)：表面(mian)(mian)(mian)存(cun)(cun)在麻坑或麻面(mian)(mian)(mian)等粗糙(cao)的(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)。粗糙(cao)的(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)容易(yi)存(cun)(cun)積空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)懸(xuan)浮微(wei)粒（灰(hui)塵(chen)），而灰(hui)塵(chen)又(you)吸附空氣(qi)中(zhong)的(de)(de)水份(fen)，于是(shi)，水份(fen)的(de)(de)存(cun)(cun)在，水份(fen)在兩物(wu)質之間的(de)(de)電(dian)極電(dian)位(wei)的(de)(de)作用(yong)下(xia)電(dian)解(jie)，分解(jie)出氫離(li)子(zi)和氫氧離(li)子(zi)，氫氧離(li)子(zi)與(yu)鉻反應而腐(fu)敗蝕。
③. 氯(lv)(lv)離(li)子(zi)環(huan)境：不銹(xiu)鋼表(biao)面處(chu)于有氯(lv)(lv)離(li)子(zi)的氣氛(fen)中時，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)選(xuan)擇性破(po)壞(huai)表(biao)面鈍化膜，選(xuan)擇性是因為(wei)不銹(xiu)鋼表(biao)面存在(zai)有夾(jia)雜(za)、粗糙點、成分偏析和力(li)學性能差異(yi)，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)本就(jiu)(jiu)是電解質(zhi)，氯(lv)(lv)離(li)子(zi)與(yu)(yu)氧可生成次(ci)氯(lv)(lv)酸，氫氧離(li)子(zi)與(yu)(yu)鉻(ge)反應生成氫氧化鉻(ge)，鈍化膜一(yi)旦被破(po)壞(huai)就(jiu)(jiu)會出(chu)現腐蝕(shi)集中，也(ye)稱孔蝕(shi)。
b. 組(zu)織腐蝕(shi)：
組織(zhi)腐蝕也稱晶間腐蝕。奧(ao)氏(shi)體不銹鋼或奧(ao)氏(shi)體與(yu)鐵素(su)體雙相鋼中(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)的(de)碳元(yuan)素(su)隨(sui)加熱溶(rong)解于奧(ao)氏(shi)體中(zhong)(zhong)，如(ru)在熱軋制(zhi)過(guo)程中(zhong)(zhong)，鋼被加熱到1000-1200℃，碳元(yuan)素(su)開(kai)始于900℃溶(rong)解于奧(ao)氏(shi)體中(zhong)(zhong)，1050℃碳元(yuan)素(su)基(ji)本完全溶(rong)解于奧(ao)氏(shi)體中(zhong)(zhong)。但在冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)(zhong)，碳又從奧(ao)氏(shi)體中(zhong)(zhong)被析出，并(bing)在晶間處與(yu)鉻元(yuan)素(su)化合，成(cheng)為(wei)Cr23C6的(de)碳化物。使(shi)晶間處的(de)鉻含量(liang)減少，造成(cheng)貧鉻現(xian)象，也就使(shi)去防銹的(de)功能。
c. 應力(li)腐蝕(shi)：
不(bu)銹鋼(gang)熱軋變(bian)(bian)形、冷拔變(bian)(bian)形、冷軋變(bian)(bian)形和熱處理過(guo)程(cheng)中，鋼(gang)基(ji)內部殘余應力將(jiang)造成通條性能不(bu)均(jun)。特別是(shi)冷變(bian)(bian)形表(biao)面，因晶(jing)格奇(qi)變(bian)(bian)，容易受(shou)外部環境影響（如摩擦、劃傷、碰撞和浸蝕(shi)受(shou)到腐蝕(shi)集(ji)中）和附加應力疊合大于晶(jing)間原子力時被破壞。
二、不銹鋼的(de)耐腐蝕(shi)性能
馬氏體(ti)＜鐵素(su)體(ti)＜鎳-鉻奧氏體(ti)
這里(li)特別(bie)提到奧氏(shi)體不(bu)銹鋼分高鎳、低鎳和無(wu)鎳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼。其不(bu)銹性能有：
無(wu)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)＜低鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)＜高鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)
——馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)是(shi)因為鋼(gang)中(zhong)鉻含量為13%左右，并有碳含量為0.1%~0.4%的(de)范(fan)圍變(bian)化。就(jiu)是(shi)說碳含量較高(gao)，而碳元素(su)(su)在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)是(shi)降低耐銹(xiu)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)，所以(yi)防(fang)銹(xiu)性(xing)是(shi)隨碳含量增(zeng)加而下降。再來談談，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。人們(men)常稱(cheng)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)為鉻不銹(xiu)鋼(gang)，還有稱(cheng)為鉻鐵鋼(gang)。其實馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)與鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有很大區(qu)(qu)別的(de)，一是(shi)形成(cheng)機(ji)理不一樣；由于鋼(gang)中(zhong)碳元素(su)(su)是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)(su)。馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)在(zai)高(gao)溫區(qu)(qu)為奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，冷(leng)卻到低溫（常溫）為馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，也就(jiu)是(shi)說，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有相變(bian)發生。根(gen)據冷(leng)卻的(de)方式和冷(leng)卻速度(du)，可(ke)得到淬火工藝有不同(tong)的(de)硬度(du)和強度(du)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，但塑性(xing)很低，冷(leng)變(bian)形較差，變(bian)形后(hou)容(rong)易自(zi)裂，需(xu)及時退(tui)火消除應(ying)力處理。所以(yi)說，馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不能(neng)(neng)(neng)冷(leng)變(bian)形后(hou)交貨。
——鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼鉻(ge)含量提(ti)高到(dao)17%以(yi)(yi)上或碳(tan)(tan)含量降(jiang)(jiang)到(dao)0.08%以(yi)(yi)下時，其內部組織為鐵素(su)體(ti)(ti)在高溫(wen)到(dao)低溫(wen)不發生相變(bian)，隨著鉻(ge)元素(su)含量的(de)增大，防銹(xiu)蝕能(neng)(neng)力(li)也增強(qiang)，但鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼變(bian)形硬化率很(hen)低，變(bian)形應力(li)也低。不能(neng)(neng)用冷(leng)變(bian)形提(ti)高強(qiang)度值，反(fan)而(er)降(jiang)(jiang)低了塑性，使(shi)(shi)鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼變(bian)脆如受力(li)而(er)自裂。再(zai)是鐵素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼有(you)低溫(wen)脆性，不能(neng)(neng)適用于常溫(wen)以(yi)(yi)下（特別是東北地區的(de)冬(dong)季(ji)）的(de)裝置，還有(you)475℃脆性的(de)溫(wen)度下，所(suo)以(yi)(yi)使(shi)(shi)用范圍較窄(zhai)，造(zao)成使(shi)(shi)用上的(de)限(xian)制。如果(guo)將鐵素(su)體(ti)(ti)碳(tan)(tan)含量降(jiang)(jiang)低到(dao)0.001%以(yi)(yi)下，再(zai)將鋼中的(de)氮元素(su)降(jiang)(jiang)到(dao)0.001%以(yi)(yi)下，而(er)低溫(wen)脆性可降(jiang)(jiang)到(dao)-80℃以(yi)(yi)下，發揮(hui)出無鎳和防銹(xiu)的(de)優越性。
