1. 氧化

  氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)是(shi)金(jin)屬在高溫中和氧(yang)(yang)(yang)進行反應的現(xian)象。金(jin)屬氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)時，在其表(biao)面形(xing)成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鱗屑。這種鱗屑是(shi)離(li)子(zi)的結(jie)晶，由氧(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)和金(jin)屬離(li)子(zi)構成(cheng)。支(zhi)配氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反應速度(du)的有兩個因素(su)：一是(shi)金(jin)屬離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)與(yu)金(jin)屬形(xing)成(cheng)的界面向氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)表(biao)面的擴(kuo)散(san)速度(du)；二是(shi)氧(yang)(yang)(yang)離(li)子(zi)從氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)表(biao)面向內的擴(kuo)散(san)速度(du)。

  不(bu)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(wei)提高不銹鋼的(de)耐氧化性，除增加(jia)(jia)鉻的(de)含(han)量以外(wai)，增加(jia)(jia)硅（Si）、鋁(lv)（Al）以及微(wei)量的(de)稀土元(yuan)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(hua)(hua)合(he)物一般說，其揮發性大，即使在(zai)(zai)比(bi)較(jiao)低的(de)溫度下，由于其銹(xiu)皮的(de)多(duo)孔洞而引起劇烈的(de)腐蝕。為了防止上(shang)述(shu)情況(kuang)的(de)發生，采取與提高(gao)(gao)其抗氧化(hua)(hua)能(neng)力同樣的(de)做法，添加鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁(lv)（Al）是有效的(de)。不銹(xiu)鋼使用在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫場合(he)，如(ru)重(zhong)油等高(gao)(gao)硫(liu)（S）燃(ran)料氣體，在(zai)(zai)銹(xiu)皮內(nei)層產生硫(liu)化(hua)(hua)。所(suo)以(yi)必須特別注意含鉻(ge)（Cr）量低的(de)合(he)金(jin)或含鎳合(he)金(jin)的(de)硫(liu)化(hua)(hua)問題。

2. 滲(shen)碳(tan)和(he)氮化

  不(bu)銹鋼在高溫狀(zhuang)態下(xia)，和(he)(he)碳(tan)氫化合(he)(he)物(wu)、一氧(yang)化碳(tan)、有(you)機物(wu)等接觸時就會(hui)引(yin)起(qi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)，這(zhe)是因(yin)(yin)為在高溫狀(zhuang)態下(xia)，碳(tan)和(he)(he)氧(yang)的(de)親和(he)(he)力大，但在氧(yang)的(de)電(dian)位(wei)高的(de)場合(he)(he)，不(bu)易引(yin)起(qi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)。在碳(tan)化鉻(ge)容易析出的(de)溫度區域中，表面就會(hui)因(yin)(yin)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)而硬化。滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)是因(yin)(yin)碳(tan)和(he)(he)鉻(ge)生成(cheng)碳(tan)的(de)化合(he)(he)物(wu)而被(bei)固定下(xia)來，使其抗(kang)氧(yang)化性變壞。在氧(yang)電(dian)位(wei)低的(de)還原性氛(fen)圍中，滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)極(ji)容易發生。控(kong)制(zhi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)的(de)有(you)效元素為鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和(he)(he)鎳(nie)（Ni）。

  氮(dan)(dan)化(hua)是(shi)在含氮(dan)(dan)的(de)(de)高溫氣(qi)氛(fen)中(zhong)（氨(an)分解氣(qi)體等）引起的(de)(de)。不銹(xiu)鋼(gang)會因內(nei)部生(sheng)成氮(dan)(dan)化(hua)物而硬化(hua)，使抗氧(yang)化(hua)性變壞(huai)。在氧(yang)電位低的(de)(de)還(huan)原性氛(fen)圍中(zhong)，容易引起氮(dan)(dan)化(hua)。控制氮(dan)(dan)化(hua)的(de)(de)有效辦法(fa)是(shi)增(zeng)加鎳(nie)的(de)(de)含量。