不銹鋼是指以不銹性和耐蝕性為主要特性，鉻含量至少為10.5%、碳含量最大不超過1.2%的鋼。腐(fu)蝕(shi)是機械零(ling)件(jian)受周圍介質的(de)化(hua)學和(he)電化(hua)學作用(yong)而失效的(de)主要原(yuan)因。一般的(de)碳鋼和(he)合(he)金鋼在腐(fu)蝕(shi)介質的(de)作用(yong)下,金屬(shu)表面會形成氧(yang)(yang)化(hua)膜,就(jiu)是人(ren)們常(chang)說的(de)生銹(xiu)。氧(yang)(yang)化(hua)膜不能阻(zu)止金屬(shu)和(he)腐(fu)蝕(shi)介質的(de)接觸(chu),氧(yang)(yang)化(hua)繼續進行,銹(xiu)蝕(shi)不斷擴大,致使機械零(ling)件(jian)繼續生銹(xiu)、腐(fu)蝕(shi),直(zhi)至完全失效。
不銹鋼是在普通低碳鋼和低合金鋼的基礎上添加一定量的鉻元素冶煉而成的,其不銹性與鋼中的鉻含量有關。當鋼中的鉻含量超過10.5%時,鋼再與大氣接觸時,其表面會生成一層致密的、不易脫落的氧化膜,稱作鈍化(hua)膜(Cr2O3)。這層致密的富鉻氧化膜可以隔離金屬與外界腐蝕介質的接觸,從而有效地保護了不銹鋼表面。這層氧化膜極薄,只有幾微米,像是披上一層透明的外衣。透過它可以看到依然是銀白色的金屬表面,使不銹鋼具有了獨特的表面。當表面鈍化膜一旦遭到破壞,鋼中的鉻會與腐蝕介質中的氧發生反應重新生成鈍化膜,繼續起保護作用。不銹鋼表面鈍化膜的成分、形態及結構越均勻,鋼的不銹性和耐蝕性就越好。
不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing),主(zhu)要(yao)取決于不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)含(han)量和(he)組織結構,但(dan)也(ye)與腐(fu)(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)種類(lei)、溫度(du)、濃度(du)、壓(ya)力(li)(li)、流動速度(du)以及鋼(gang)(gang)中(zhong)其(qi)他合金元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)含(han)量等(deng)因素有關。不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)遇(yu)到特殊(shu)環境,也(ye)會出現局部腐(fu)(fu)蝕(shi),如點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)、晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)和(he)電偶腐(fu)(fu)蝕(shi)等(deng)。為了使不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)克(ke)服(fu)這些腐(fu)(fu)蝕(shi),提高(gao)其(qi)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing),同時也(ye)為了使不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)具有良好(hao)的(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng)、工(gong)藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)和(he)其(qi)他性(xing)(xing)能(neng),根據不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)要(yao)求,在鋼(gang)(gang)中(zhong)除了添(tian)加較高(gao)含(han)量的(de)(de)(de)鉻(ge)元(yuan)(yuan)素以外(wai),還應(ying)分別加人鎳、鉬、錳、氮、鈦(tai)、鈮(ni)等(deng)合金元(yuan)(yuan)素。這樣,不(bu)(bu)(bu)(bu)僅可以改變鈍化膜的(de)(de)(de)化學組成(cheng),提高(gao)它在苛刻腐(fu)(fu)蝕(shi)介質中(zhong)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing),而(er)且(qie)也(ye)可以使不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)具有足夠的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)、韌性(xing)(xing)、塑性(xing)(xing)和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing),以及良好(hao)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)性(xing)(xing)能(neng),如可鍛性(xing)(xing)、焊接性(xing)(xing)、切削加工(gong)性(xing)(xing)和(he)壓(ya)力(li)(li)加工(gong)成(cheng)形性(xing)(xing)等(deng)。
了解金屬的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)特點及(ji)提高不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性是(shi)很重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)。因為(wei)金屬的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)有(you)害的(de)(de)(de)(de),它會給國民經濟造成巨大的(de)(de)(de)(de)損失。鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)銹(xiu)及(ji)高溫下的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua),石(shi)油(you)管道(dao)、化(hua)工設(she)備(bei)(bei)、機械(xie)設(she)備(bei)(bei)和(he)船舶(bo)殼體的(de)(de)(de)(de)損壞(huai)都是(shi)與腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)有(you)關的(de)(de)(de)(de)。據不(bu)(bu)完全統(tong)計,全世界因腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)而損壞(huai)的(de)(de)(de)(de)金屬制品約(yue)占當年鋼(gang)(gang)(gang)產量的(de)(de)(de)(de)10％。因此(ci)采取(qu)措施(shi)，更(geng)廣(guang)泛地應(ying)用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)代替普通(tong)鋼(gang)(gang)(gang)，并提高不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性對國民經濟的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)有(you)著十分重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)意義。
耐熱鋼是在高溫條件下具有良好的化學穩定性或較高強度的鋼。過去，我國標準將不銹鋼同耐熱鋼分開，并分別有各自的國家標準。在新的國家標準GB／T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分》中，把這兩類鋼結合在一起，因此本書也將把這兩類鋼一起介紹。重點介紹不銹鋼的特性及應用，并適當介紹一些傳統不銹鋼和一些新研制的未納入新的國家標準的不銹鋼，同時也介紹一些不銹耐熱鋼的性能及應用。
