含銅抗菌不銹鋼是在1998年由日本新制鋼公司首先開發的，其化學成分如表9.84所示。這些鋼均具有很好的抗菌性。鐵素體抗菌不銹鋼NSSAM1對各種細菌都有很好的抗菌性，特別是黃色葡萄球菌、大腸桿菌和綠膜菌的殺菌率高達99％～100％，并且經過研磨后仍具有優秀的抗菌性。馬氏體抗菌不銹鋼NSSAM2 經研磨后的殺菌率依然達到了99.999％，具有良好的抗菌穩定性。奧氏體抗菌不銹鋼NSSAM3對黃色葡萄球菌、大腸桿菌的殺菌率為100％，具有穩定的抗菌性。
含銅(tong)(tong)抗(kang)菌不(bu)銹鋼(gang)需要經(jing)過抗(kang)菌熱處理，這是(shi)由于(yu)銅(tong)(tong)在(zai)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)溶解度較高，多以原子形式固溶于(yu)基(ji)(ji)體中(zhong)，不(bu)銹鋼(gang)表面容易形成(cheng)連續的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)，固溶的(de)(de)銅(tong)(tong)原子較難(nan)穿透鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)，因此基(ji)(ji)本上表現(xian)不(bu)出抗(kang)菌功能。經(jing)過抗(kang)菌熱處理后，大(da)部分銅(tong)(tong)原子會從基(ji)(ji)體中(zhong)析(xi)(xi)出，形成(cheng)富(fu)銅(tong)(tong)的(de)(de)較大(da)尺寸的(de)(de)析(xi)(xi)出相(xiang)(xiang)，富(fu)銅(tong)(tong)相(xiang)(xiang)從表面到內部呈均勻分布。較大(da)尺寸的(de)(de)富(fu)銅(tong)(tong)相(xiang)(xiang)析(xi)(xi)出于(yu)鋼(gang)的(de)(de)表面，造成(cheng)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)不(bu)連續，能與外(wai)界接觸，在(zai)潮濕的(de)(de)環境中(zhong)析(xi)(xi)出銅(tong)(tong)離子，起到殺菌作用。
我國制定了黑色冶金行業標準YB/T 4171-2008《含銅抗菌不銹鋼》，表9.85為我國含銅抗菌不銹鋼的化學成分。這類鋼一般采用初煉鋼水加爐外精煉等工藝。這類鋼的鋼板（帶）、不銹鋼(gang)管一般以熱處理或熱處理加酸洗狀態交貨，鋼板（帶）、不銹鋼管的力學性能應符合表9.86的規定。
表(biao)9.87為推薦的表(biao)9.85所列含銅(tong)抗(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼的抗(kang)菌(jun)(jun)熱處(chu)(chu)理(li)制度。眾多(duo)的研(yan)究均(jun)表(biao)明(ming)，含銅(tong)的抗(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼只有(you)在(zai)經過抗(kang)菌(jun)(jun)熱處(chu)(chu)理(li)以后才能具有(you)明(ming)顯(xian)的抗(kang)菌(jun)(jun)特性。未經抗(kang)菌(jun)(jun)熱處(chu)(chu)理(li)的抗(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼，或(huo)僅(jin)做了(le)固溶處(chu)(chu)理(li)和時效的樣品(pin)，都沒有(you)明(ming)顯(xian)的抗(kang)菌(jun)(jun)性能。抗(kang)菌(jun)(jun)熱處(chu)(chu)理(li)的條件對析出(chu)相(xiang)的數(shu)量、形(xing)貌都有(you)明(ming)顯(xian)的影響(xiang)，從而影響(xiang)殺菌(jun)(jun)率。
YB/T 4171-2008規定經(jing)過抗(kang)(kang)菌熱處理的不銹(xiu)鋼板（帶）和(he)不銹(xiu)鋼管的抗(kang)(kang)菌率(lv)應符合以下要求：對(dui)(dui)大腸桿菌抗(kang)(kang)菌率(lv)不小于(yu)(yu)90％，對(dui)(dui)金黃色葡萄球菌抗(kang)(kang)菌率(lv)不小于(yu)(yu)90%。
含(han)(han)銅奧(ao)氏體(ti)(ti)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)時(shi)，最(zui)初析(xi)(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)ε-Cu相在(zai)晶界成(cheng)核，隨(sui)著(zhu)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)行，析(xi)(xi)出相向晶內生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)成(cheng)長(chang)度(du)約為(wei)30nm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)棒狀，其生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)方(fang)向是沿著(zhu)鋼(gang)(gang)材(cai)加(jia)工方(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。脫溶析(xi)(xi)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)ε-Cu相為(wei)含(han)(han)Cr、Ni、Fe的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cu固(gu)溶體(ti)(ti)，其結(jie)(jie)構為(wei)面(mian)心立方(fang)，隨(sui)著(zhu)脫溶過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)行，富(fu)Cu相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cu含(han)(han)量增(zeng)(zeng)加(jia)，其他元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量減(jian)少，ε-Cu相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cu含(han)(han)量最(zui)高(gao)(gao)可達約90％。許多(duo)文獻指出，較佳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)工藝(yi)為(wei)750℃左(zuo)右保(bao)溫3h以上。奧(ao)氏體(ti)(ti)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)流(liu)程一(yi)般(ban)為(wei)：冶(ye)煉→熱(re)(re)軋(ya)→退火→冷軋(ya)→固(gu)溶處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)→抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)。該工藝(yi)流(liu)程不(bu)足之(zhi)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)是：在(zai)750℃時(shi)效(xiao)3h，相當于對(dui)(dui)奧(ao)氏體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)進(jin)行了(le)敏化(hua)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，會(hui)降低其耐蝕性(xing)，而(er)(er)為(wei)了(le)保(bao)證不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)質(zhi)量，最(zui)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)必(bi)須在(zai)真(zhen)空下進(jin)行，這在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)上難以實現，亦不(bu)適應(ying)現在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線。為(wei)此，一(yi)些研究者嘗試(shi)(shi)在(zai)熱(re)(re)軋(ya)后(hou)(hou)先(xian)(xian)(xian)進(jin)行抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，冷軋(ya)后(hou)(hou)再固(gu)溶熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)，為(wei)了(le)保(bao)持抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)性(xing)能，對(dui)(dui)2mm厚的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)板的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)溶時(shi)效(xiao)時(shi)間控(kong)制在(zai)2min。試(shi)(shi)驗結(jie)(jie)果(guo)(guo)(guo)表明，采用熱(re)(re)軋(ya)→抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)→冷軋(ya)→固(gu)溶處(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)，仍具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)效(xiao)果(guo)(guo)(guo)。鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅含(han)(han)量自1.54％增(zeng)(zeng)至3.64％時(shi)，隨(sui)銅含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)效(xiao)果(guo)(guo)(guo)逐步提高(gao)(gao)，當銅含(han)(han)量達到(dao)3.5％時(shi)，殺菌(jun)(jun)率達到(dao)99％。隨(sui)銅含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐點蝕性(xing)也(ye)有所提高(gao)(gao)。含(han)(han)銅抗(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)隨(sui)銅含(han)(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)，其強度(du)先(xian)(xian)(xian)減(jian)后(hou)(hou)增(zeng)(zeng)，而(er)(er)塑性(xing)則先(xian)(xian)(xian)增(zeng)(zeng)后(hou)(hou)減(jian)，但變化(hua)幅度(du)不(bu)大。
對(dui)含(han)(han)銅鐵素(su)體(ti)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相(xiang)析出行為(wei)的(de)研究表明，在750℃×1h時(shi)(shi)效后，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相(xiang)為(wei)面心立方結(jie)構，與基體(ti)存在位向(xiang)關系，但其取向(xiang)關系存在多樣性(xing)。抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相(xiang)的(de)成分接近(jin)單質銅，臨界(jie)析出溫(wen)度達(da)到(dao)900℃，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相(xiang)的(de)最佳(jia)時(shi)(shi)效溫(wen)度范(fan)圍為(wei)750～800℃，在銅含(han)(han)量為(wei)1.56％時(shi)(shi)的(de)析出量在0.6％以上(shang)，抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)相(xiang)呈桿(gan)(gan)狀，且溫(wen)度越(yue)高，其長度方向(xiang)的(de)平(ping)均尺(chi)寸越(yue)大(da)。抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)率和其與細菌(jun)(jun)(jun)(jun)作(zuo)用時(shi)(shi)間(jian)有關，鐵素(su)體(ti)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與大(da)腸桿(gan)(gan)菌(jun)(jun)(jun)(jun)作(zuo)用150min左右后，殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)率才會達(da)到(dao)99.9％以上(shang)。
對含銅馬氏體時效鋼的研究發現，在500～600℃時效處理時，大量細小的富銅原子團析出，對不銹鋼起到沉淀強化作用，但殺菌率不高；在經過700℃時效1～4h后，表現出優秀的抗菌性能。含銅不銹鋼經固溶和時效后的析出相ε-Cu相呈棒狀，長度約100nm，析出相中銅含量達到91.9％。試驗發現，抗菌馬氏體不銹鋼與對比鋼3Cr13比較，其耐點蝕性能下降，這是由于ε-Cu相與鈍化膜形成電偶腐蝕造成。比較奧氏體抗菌不銹鋼和馬氏體抗菌不銹鋼，前者的抗菌性能優于后者，這是由于奧氏體抗菌不銹鋼的析出相細小，分布彌散，比面積大，與細菌接觸的概率大。
根據研究和(he)工(gong)業生產(chan)經驗，合金型抗菌(jun)不銹(xiu)鋼產(chan)品有(you)如下優點：
①. 抗菌(jun)(jun)性廣譜，對多種常(chang)見(jian)病菌(jun)(jun)均具(ju)有良好的殺菌(jun)(jun)效果；
②. 抗(kang)菌功效具有長(chang)效性，不會因表面磨損或長(chang)期浸泡而喪失；
③. 抗菌(jun)(jun)不銹鋼對人(ren)體是安(an)全的，在與菌(jun)(jun)液接(jie)觸(chu)時(shi)，銅離子溶出量(liang)很小，抗菌(jun)(jun)的作(zuo)用主要(yao)通(tong)過(guo)與細菌(jun)(jun)的直接(jie)接(jie)觸(chu)來(lai)實現(xian)；
④. 不(bu)銹鋼的基(ji)本性(xing)能(neng)，如力學性(xing)能(neng)、耐腐蝕性(xing)、冷(leng)熱加(jia)工(gong)性(xing)、焊接性(xing)能(neng)與(yu)原鋼種基(ji)本相當；
⑤. 成本增加(jia)有限，含銅(tong)抗菌不(bu)銹鋼的成本增加(jia)10％～20％，含銀抗菌不(bu)銹鋼的成本增加(jia)20%~40%。
據報道，日本生產的鐵素體(ti)、奧(ao)氏體(ti)和(he)馬(ma)氏體(ti)抗菌(jun)不銹鋼(gang)已分(fen)別(bie)在家電、廚房(fang)用具、刀具等領(ling)域得到推(tui)廣和(he)應用。我國一些鋼(gang)鐵企業(ye)已可以提供各類抗菌(jun)不銹鋼(gang)。
