不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)是針(zhen)對(dui)鋼(gang)鐵(tie)(tie)易(yi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)而提出(chu)的(de)(de)。是在普鋼(gang)應(ying)用的(de)(de)基礎(chu)上，鋼(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)為(wei)普遍現(xian)(xian)象，造成鋼(gang)鐵(tie)(tie)設施不(bu)(bu)(bu)(bu)斷(duan)地減重和使去力學性能而報廢(fei)。防(fang)(fang)止(zhi)鋼(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)提出(chu)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)方法的(de)(de)概念，從鐵(tie)(tie)的(de)(de)應(ying)用開始，防(fang)(fang)止(zhi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)技術伴隨同生(sheng)，不(bu)(bu)(bu)(bu)斷(duan)創新(xin)，保存有幾(ji)千年的(de)(de)防(fang)(fang)銹(xiu)(xiu)實物呈現(xian)(xian)到今天，卻防(fang)(fang)銹(xiu)(xiu)技術卻失傳，為(wei)此感(gan)嘆但還得(de)繼(ji)續(xu)。普鋼(gang)生(sheng)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)現(xian)(xian)象分析；普鋼(gang)的(de)(de)化學成分是鐵(tie)(tie)（Fe）和碳(tan)(C)的(de)(de)最簡單最經(jing)濟(ji)的(de)(de)組(zu)合，由于鐵(tie)(tie)-碳(tan)金屬中的(de)(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)素與空氣(qi)中活(huo)潑(po)的(de)(de)氧(yang)氣(qi)接觸，發(fa)生(sheng)化學反應(ying)生(sheng)成氧(yang)化物（FeO）這一(yi)層氧(yang)化物叫亞鐵(tie)(tie)，不(bu)(bu)(bu)(bu)穩定狀(zhuang)態，氧(yang)化鐵(tie)(tie)繼(ji)續(xu)氧(yang)化生(sheng)成（Fe3O4），再(zai)氧化生(sheng)產(chan)穩定（Fe2O3）。在(zai)普(pu)鋼表(biao)面是由(you)以上三種結構的(de)(de)氧化物組(zu)成(cheng)，年統計鋼鐵的(de)(de)銹蝕損(sun)耗達到10%，而且氧化鐵物質是分散得不到回收條件，造成(cheng)很大(da)的(de)(de)經(jing)濟(ji)損(sun)失和資源浪費，不利益經(jing)濟(ji)的(de)(de)持續發展，研究不銹的(de)(de)方法層(ceng)出不窮，有涂防銹漆的(de)(de)、有電鍍合金的(de)(de)、有涂塑的(de)(de)、再(zai)是材料本身是不銹材料的(de)(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(de)腐(fu)蝕
不(bu)銹鋼也有腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，如在(zai)高溫下，表面被氧化(hua)形成氧化(hua)皮，這是不(bu)爭的事(shi)實。金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)分兩(liang)方面發生(sheng)(sheng)，一是化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，二(er)是電(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。金屬(shu)在(zai)高溫下產生(sheng)(sheng)的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，金屬(shu)在(zai)常溫下產生(sheng)(sheng)的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)電(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，電(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫(jiao)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
1. 化學腐(fu)蝕
金屬高(gao)溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)這是(shi)常知。只(zhi)不(bu)過不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)普(pu)鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)不(bu)一樣。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)能承受更高(gao)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)，如1Cr13(410)的(de)(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)在(zai)800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)的(de)(de)氧(yang)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)卻只(zhi)有200℃~300℃。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)隨溫(wen)(wen)度(du)升高(gao)而嚴重(zhong)(zhong)，普(pu)鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)隨時間而嚴重(zhong)(zhong)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面(mian)生成的(de)(de)氧(yang)化(hua)皮(pi)反而阻止再氧(yang)化(hua)，普(pu)鋼(gang)生成氧(yang)化(hua)皮(pi)加重(zhong)(zhong)氧(yang)化(hua)。當(dang)然，人們要(yao)問，那么在(zai)常溫(wen)(wen)呢？普(pu)鋼(gang)在(zai)無(wu)防護腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)措施的(de)(de)保護下(xia)也要(yao)被空氣中(zhong)的(de)(de)氧(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)常溫(wen)(wen)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)要(yao)復雜(za)得多，不(bu)僅與(yu)氧(yang)有關(guan)，也與(yu)組織(zhi)、內部夾雜(za)、內部應力以及熱處理狀態有關(guan)、還與(yu)環境介質有關(guan)。下(xia)面(mian)要(yao)談到是(shi)電化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化學腐蝕
前面談到不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在高溫(wen)狀(zhuang)(zhuang)態下(xia)產生的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現象(xiang)(xiang)。接下(xia)來說一說常溫(wen)狀(zhuang)(zhuang)態下(xia)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現象(xiang)(xiang)。要知道，溫(wen)度對(dui)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)耐氧(yang)化有很大關系，因為(wei)，不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)性(xing)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)其表(biao)面氧(yang)化溫(wen)度是不(bu)(bu)(bu)一樣的(de)(de)(de)，所以，正確選取(qu)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)應考慮(lv)(lv)在什(shen)么溫(wen)度下(xia)使用，再去考慮(lv)(lv)其它方面的(de)(de)(de)性(xing)能和要求。說到這里，應該對(dui)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有了(le)(le)一點了(le)(le)解(jie)，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)是有條件的(de)(de)(de)。那么，電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕(shi)是如何發生的(de)(de)(de)呢？首先，應知道，物(wu)質(zhi)(zhi)世界的(de)(de)(de)元素和組成的(de)(de)(de)化合(he)物(wu)，都具有不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（電(dian)(dian)極勢），也就是說，不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)之(zhi)間存在著(zhu)電(dian)(dian)極勢，一旦有溶液或電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)充(chong)實兩物(wu)質(zhi)(zhi)之(zhi)間，創立了(le)(le)電(dian)(dian)池(chi)回路，形成微電(dian)(dian)流(liu)。這就說，電(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)是一種普遍的(de)(de)(de)現象(xiang)(xiang)。
a. 點腐蝕產生(sheng)有的因(yin)素
①. 不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)夾(jia)雜：表(biao)面(mian)存在有(you)氧化(hua)物(wu)、硫化(hua)物(wu)、硅酸(suan)鹽(yan)等夾(jia)雜，如果(guo)表(biao)面(mian)再(zai)遇到水溶(rong)液附(fu)帶上面(mian)，水在兩(liang)物(wu)質之間電解，有(you)微電流(liu)產生，水電解為氫(qing)離(li)子(zi)和氫(qing)氧離(li)子(zi)，而氫(qing)氧離(li)子(zi)與鉻(ge)可發生化(hua)學反應(ying)，變(bian)成(cheng)氫(qing)氧化(hua)鉻(ge)而腐蝕。
②. 不(bu)銹鋼表面(mian)粗(cu)糙面(mian)：表面(mian)存在麻坑或麻面(mian)等粗(cu)糙的(de)(de)表面(mian)。粗(cu)糙的(de)(de)表面(mian)容易(yi)存積(ji)空(kong)氣(qi)中的(de)(de)懸浮微粒(li)（灰塵(chen)），而灰塵(chen)又吸附空(kong)氣(qi)中的(de)(de)水份，于是，水份的(de)(de)存在，水份在兩物質之(zhi)間的(de)(de)電(dian)極電(dian)位(wei)的(de)(de)作(zuo)用下電(dian)解(jie)，分解(jie)出氫離子和氫氧離子，氫氧離子與鉻反應而腐敗蝕(shi)。
③. 氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)環(huan)境：不(bu)銹鋼表(biao)面處(chu)于有氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)氣氛(fen)中時，氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)選擇性破壞(huai)表(biao)面鈍(dun)化(hua)(hua)膜，選擇性是因為不(bu)銹鋼表(biao)面存在有夾雜、粗糙點、成(cheng)分偏(pian)析和力學性能差異，氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)本就是電解質，氯離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)與氧可生(sheng)成(cheng)次氯酸，氫氧離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)與鉻反應生(sheng)成(cheng)氫氧化(hua)(hua)鉻，鈍(dun)化(hua)(hua)膜一旦被破壞(huai)就會出(chu)現腐蝕集中，也(ye)稱孔(kong)蝕。
b. 組織腐(fu)蝕：
組織腐蝕(shi)也(ye)稱晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼或奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)與(yu)鐵素(su)體(ti)雙相鋼中(zhong)，鋼中(zhong)的碳(tan)元(yuan)素(su)隨(sui)加熱(re)溶(rong)解于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)，如在熱(re)軋制過程(cheng)(cheng)中(zhong)，鋼被(bei)加熱(re)到1000-1200℃，碳(tan)元(yuan)素(su)開始于(yu)900℃溶(rong)解于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)，1050℃碳(tan)元(yuan)素(su)基本完全(quan)溶(rong)解于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)。但在冷卻過程(cheng)(cheng)中(zhong)，碳(tan)又從奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)被(bei)析出，并在晶(jing)間(jian)(jian)處(chu)與(yu)鉻(ge)(ge)元(yuan)素(su)化(hua)合，成為Cr23C6的碳(tan)化(hua)物。使晶(jing)間(jian)(jian)處(chu)的鉻(ge)(ge)含(han)量減少，造成貧鉻(ge)(ge)現象，也(ye)就使去防銹(xiu)的功能。
c. 應力腐(fu)蝕：
不(bu)銹鋼(gang)(gang)熱(re)軋(ya)變(bian)(bian)形(xing)(xing)、冷拔變(bian)(bian)形(xing)(xing)、冷軋(ya)變(bian)(bian)形(xing)(xing)和熱(re)處理過程(cheng)中，鋼(gang)(gang)基內部殘余應(ying)力(li)將造成通條性(xing)能不(bu)均。特別是(shi)冷變(bian)(bian)形(xing)(xing)表(biao)面(mian)，因晶格奇變(bian)(bian)，容易受外部環境影響（如摩擦、劃傷、碰撞和浸(jin)蝕受到腐蝕集中）和附加應(ying)力(li)疊合大(da)于晶間原子力(li)時被破壞。
二、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐腐蝕(shi)性(xing)能
馬氏體＜鐵素體＜鎳-鉻奧氏體
這里特別提到奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼分(fen)高(gao)鎳(nie)(nie)、低鎳(nie)(nie)和無鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼。其不銹(xiu)性能有：
無鎳(nie)(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)＜低鎳(nie)(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)＜高鎳(nie)(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)
——馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)因(yin)為(wei)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)含量(liang)(liang)為(wei)13%左右，并有碳含量(liang)(liang)為(wei)0.1%~0.4%的(de)范(fan)圍變(bian)(bian)化。就是(shi)說(shuo)碳含量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)，而碳元素在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)是(shi)降低(di)耐銹(xiu)性能的(de)，所以防銹(xiu)性是(shi)隨碳含量(liang)(liang)增加(jia)而下降。再來談(tan)談(tan)，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。人們常稱馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)為(wei)鉻(ge)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，還有稱為(wei)鉻(ge)鐵鋼(gang)(gang)。其實(shi)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有很大(da)區別的(de)，一(yi)是(shi)形(xing)成(cheng)機(ji)理不(bu)(bu)(bu)一(yi)樣；由于(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)碳元素是(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成(cheng)元素。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在高(gao)溫(wen)區為(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織，冷(leng)卻到低(di)溫(wen)（常溫(wen)）為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織，也就是(shi)說(shuo)，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有相變(bian)(bian)發生。根據冷(leng)卻的(de)方(fang)式和冷(leng)卻速度，可得到淬火工藝有不(bu)(bu)(bu)同的(de)硬度和強(qiang)度性能，但塑(su)性很低(di)，冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)較(jiao)差，變(bian)(bian)形(xing)后容易(yi)自裂(lie)，需及時退火消除應力處(chu)理。所以說(shuo)，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)能冷(leng)變(bian)(bian)形(xing)后交(jiao)貨(huo)。
——鐵(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鉻(ge)含量(liang)提高到(dao)17%以(yi)上(shang)或碳(tan)含量(liang)降(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)0.08%以(yi)下(xia)時，其內部組織為鐵(tie)素(su)(su)(su)體在高溫(wen)到(dao)低(di)溫(wen)不(bu)(bu)發生相變(bian)，隨著(zhu)鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)(su)含量(liang)的(de)(de)(de)增(zeng)大，防銹(xiu)蝕能力也增(zeng)強(qiang)(qiang)，但鐵(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)變(bian)形(xing)硬化率很低(di)，變(bian)形(xing)應(ying)力也低(di)。不(bu)(bu)能用冷(leng)變(bian)形(xing)提高強(qiang)(qiang)度值，反而降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)了塑(su)性(xing)，使(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)變(bian)脆如(ru)受力而自(zi)裂。再(zai)是鐵(tie)素(su)(su)(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有低(di)溫(wen)脆性(xing)，不(bu)(bu)能適用于常溫(wen)以(yi)下(xia)（特別是東北地區的(de)(de)(de)冬季）的(de)(de)(de)裝置，還有475℃脆性(xing)的(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)，所以(yi)使(shi)(shi)用范圍較(jiao)窄，造(zao)成使(shi)(shi)用上(shang)的(de)(de)(de)限制。如(ru)果將(jiang)鐵(tie)素(su)(su)(su)體碳(tan)含量(liang)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)到(dao)0.001%以(yi)下(xia)，再(zai)將(jiang)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)氮元(yuan)素(su)(su)(su)降(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)0.001%以(yi)下(xia)，而低(di)溫(wen)脆性(xing)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)-80℃以(yi)下(xia)，發揮出無(wu)鎳(nie)和防銹(xiu)的(de)(de)(de)優越性(xing)。
