不銹是(shi)針對鋼(gang)(gang)鐵(tie)易銹蝕而提出的(de)(de)(de)(de)。是(shi)在(zai)普(pu)鋼(gang)(gang)應(ying)用的(de)(de)(de)(de)基礎上，鋼(gang)(gang)材銹蝕為普(pu)遍現(xian)象，造成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)設施(shi)不斷地(di)減重和使去(qu)力學性能而報廢(fei)。防(fang)(fang)止(zhi)鋼(gang)(gang)材銹蝕提出不銹方法(fa)的(de)(de)(de)(de)概念，從鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用開始，防(fang)(fang)止(zhi)銹蝕的(de)(de)(de)(de)技(ji)術伴隨同(tong)生，不斷創新，保存有幾千年(nian)的(de)(de)(de)(de)防(fang)(fang)銹實物呈現(xian)到今天，卻防(fang)(fang)銹技(ji)術卻失傳(chuan)，為此(ci)感嘆但還(huan)得繼續(xu)。普(pu)鋼(gang)(gang)生銹的(de)(de)(de)(de)現(xian)象分(fen)析；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)是(shi)鐵(tie)（Fe）和碳(tan)(tan)(C)的(de)(de)(de)(de)最簡單最經濟的(de)(de)(de)(de)組合，由于(yu)鐵(tie)-碳(tan)(tan)金屬中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)元(yuan)素與空氣(qi)中(zhong)活潑的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣(qi)接觸，發生化(hua)(hua)學反應(ying)生成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物（FeO）這一(yi)層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物叫亞(ya)鐵(tie)，不穩定狀態(tai)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)繼續(xu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)生成(cheng)（Fe3O4），再氧化生產穩定(ding)（Fe2O3）。在(zai)普鋼表面是由以上三種(zhong)結(jie)構(gou)的(de)氧(yang)化物組成，年統(tong)計鋼鐵(tie)的(de)銹蝕損耗達到10%，而且氧(yang)化鐵(tie)物質是分散得(de)不(bu)到回收(shou)條件，造(zao)成很大的(de)經(jing)濟損失和資源浪(lang)費，不(bu)利益(yi)經(jing)濟的(de)持(chi)續發展，研究不(bu)銹的(de)方法層出不(bu)窮，有(you)(you)涂防銹漆的(de)、有(you)(you)電鍍(du)合金的(de)、有(you)(you)涂塑的(de)、再是材料(liao)本身(shen)是不(bu)銹材料(liao)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(xiu)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(yi)、不銹鋼的腐蝕
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)也(ye)有腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，如在高溫下(xia)(xia)，表面(mian)被氧(yang)化形成(cheng)氧(yang)化皮，這是(shi)不(bu)爭(zheng)的(de)事(shi)實。金屬腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)分(fen)兩(liang)方(fang)面(mian)發(fa)生(sheng)，一是(shi)化學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，二(er)是(shi)電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。金屬在高溫下(xia)(xia)產生(sheng)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫化學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，金屬在常溫下(xia)(xia)產生(sheng)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。化學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)叫局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
1. 化學腐(fu)蝕
金(jin)屬(shu)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)這是常知。只不(bu)(bu)(bu)過不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與普鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度不(bu)(bu)(bu)一(yi)樣。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)能承受更高(gao)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度，如1Cr13(410)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度在(zai)600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度在(zai)800℃~900℃；普鋼(gang)(gang)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)(wen)度卻只有200℃~300℃。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)程度隨溫(wen)(wen)(wen)度升高(gao)而嚴(yan)重，普鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)是隨時間而嚴(yan)重。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面生成的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)皮反(fan)而阻止再(zai)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)，普鋼(gang)(gang)生成氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)皮加重氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)。當然，人們(men)要(yao)問，那么(me)在(zai)常溫(wen)(wen)(wen)呢？普鋼(gang)(gang)在(zai)無防(fang)護腐(fu)蝕(shi)(shi)措施的(de)保(bao)護下也(ye)要(yao)被空(kong)氣中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)腐(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)常溫(wen)(wen)(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)要(yao)復雜(za)得(de)多，不(bu)(bu)(bu)僅與氧(yang)(yang)(yang)(yang)有關(guan)，也(ye)與組織、內部(bu)(bu)夾雜(za)、內部(bu)(bu)應力以(yi)及(ji)熱(re)處理(li)狀態(tai)有關(guan)、還與環境介(jie)質有關(guan)。下面要(yao)談到是電化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化學腐蝕
前面(mian)談到不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在高溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下產(chan)生的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)現象(xiang)。接(jie)下來說(shuo)一(yi)(yi)說(shuo)常溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)現象(xiang)。要知道，溫(wen)度對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐氧(yang)化有(you)很大關(guan)系，因為，不(bu)(bu)(bu)(bu)同性(xing)質的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)其(qi)表面(mian)氧(yang)化溫(wen)度是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)(de)，所以(yi)，正(zheng)確選(xuan)取不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)考慮(lv)在什么溫(wen)度下使用，再去考慮(lv)其(qi)它方面(mian)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能和要求。說(shuo)到這(zhe)里，應(ying)該(gai)對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)了一(yi)(yi)點了解(jie)，不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)性(xing)是(shi)有(you)條件的(de)(de)(de)(de)。那么，電(dian)(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)如何發生的(de)(de)(de)(de)呢？首先，應(ying)知道，物質世(shi)界的(de)(de)(de)(de)元素和組成的(de)(de)(de)(de)化合(he)物，都具有(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位（電(dian)(dian)極(ji)勢），也就(jiu)是(shi)說(shuo)，不(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)物質之(zhi)間存(cun)在著(zhu)電(dian)(dian)極(ji)勢，一(yi)(yi)旦(dan)有(you)溶液或電(dian)(dian)解(jie)質充實(shi)兩物質之(zhi)間，創立了電(dian)(dian)池回路，形成微(wei)電(dian)(dian)流。這(zhe)就(jiu)說(shuo)，電(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)一(yi)(yi)種普遍的(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。
a. 點腐蝕(shi)產(chan)生有的因(yin)素
①. 不銹鋼表面(mian)夾(jia)雜：表面(mian)存在有氧化(hua)物(wu)、硫化(hua)物(wu)、硅酸鹽(yan)等夾(jia)雜，如果表面(mian)再遇到水溶液附帶上面(mian)，水在兩物(wu)質(zhi)之間(jian)電解，有微電流產生(sheng)，水電解為氫(qing)離子和氫(qing)氧離子，而(er)氫(qing)氧離子與鉻(ge)可發生(sheng)化(hua)學反應，變(bian)成氫(qing)氧化(hua)鉻(ge)而(er)腐蝕。
②. 不銹鋼表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)(cu)糙(cao)面(mian)：表(biao)(biao)面(mian)存在麻坑或麻面(mian)等粗(cu)(cu)糙(cao)的(de)表(biao)(biao)面(mian)。粗(cu)(cu)糙(cao)的(de)表(biao)(biao)面(mian)容易(yi)存積空(kong)(kong)氣中的(de)懸浮微(wei)粒（灰塵），而灰塵又吸附空(kong)(kong)氣中的(de)水(shui)份(fen)，于是，水(shui)份(fen)的(de)存在，水(shui)份(fen)在兩物質之間的(de)電(dian)極電(dian)位的(de)作用下電(dian)解，分解出氫(qing)(qing)離(li)子和氫(qing)(qing)氧離(li)子，氫(qing)(qing)氧離(li)子與鉻(ge)反應而腐敗蝕。
③. 氯離(li)子(zi)環境：不銹鋼表面(mian)處(chu)于有(you)氯離(li)子(zi)的氣氛中時，氯離(li)子(zi)選擇性(xing)(xing)破壞表面(mian)鈍化(hua)膜(mo)(mo)，選擇性(xing)(xing)是(shi)因(yin)為不銹鋼表面(mian)存在有(you)夾(jia)雜、粗(cu)糙點(dian)、成分偏析和力學性(xing)(xing)能差(cha)異，氯離(li)子(zi)本就是(shi)電(dian)解質，氯離(li)子(zi)與(yu)(yu)氧(yang)可(ke)生成次氯酸，氫氧(yang)離(li)子(zi)與(yu)(yu)鉻反(fan)應生成氫氧(yang)化(hua)鉻，鈍化(hua)膜(mo)(mo)一(yi)旦被破壞就會出現腐蝕集(ji)中，也稱孔蝕。
b. 組織腐蝕：
組織(zhi)腐蝕(shi)也稱(cheng)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)。奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)或奧(ao)氏(shi)(shi)體與鐵(tie)素(su)(su)(su)體雙相鋼(gang)中(zhong)，鋼(gang)中(zhong)的碳(tan)元(yuan)素(su)(su)(su)隨加熱(re)溶(rong)解于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)，如(ru)在熱(re)軋(ya)制過(guo)程中(zhong)，鋼(gang)被加熱(re)到(dao)1000-1200℃，碳(tan)元(yuan)素(su)(su)(su)開始于(yu)900℃溶(rong)解于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)，1050℃碳(tan)元(yuan)素(su)(su)(su)基本完全溶(rong)解于(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)。但在冷卻過(guo)程中(zhong)，碳(tan)又(you)從奧(ao)氏(shi)(shi)體中(zhong)被析(xi)出，并在晶(jing)間(jian)(jian)處(chu)與鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)(su)化合，成(cheng)(cheng)為Cr23C6的碳(tan)化物。使晶(jing)間(jian)(jian)處(chu)的鉻(ge)含量減少，造成(cheng)(cheng)貧(pin)鉻(ge)現象，也就使去防銹(xiu)的功能。
c. 應(ying)力腐蝕：
不銹鋼熱軋變(bian)形、冷拔變(bian)形、冷軋變(bian)形和熱處(chu)理過程中，鋼基內(nei)部殘余應力(li)將造成通條性能(neng)不均。特別是(shi)冷變(bian)形表(biao)面，因(yin)晶(jing)格奇變(bian)，容易受外部環境影(ying)響（如(ru)摩擦、劃傷(shang)、碰撞和浸蝕受到腐蝕集(ji)中）和附加應力(li)疊合大于晶(jing)間原子力(li)時被破壞。
二、不銹鋼的耐腐蝕性能(neng)
馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)＜鐵素體(ti)(ti)(ti)＜鎳-鉻奧氏體(ti)(ti)(ti)
這里特別提到奧氏體不(bu)銹鋼分高鎳(nie)、低鎳(nie)和無鎳(nie)奧氏體不(bu)銹鋼。其(qi)不(bu)銹性能有：
無鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體＜低鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體＜高鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體
——馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)是(shi)因為(wei)鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)含量為(wei)13%左右(you)，并有碳(tan)含量為(wei)0.1%~0.4%的范圍變(bian)化。就是(shi)說(shuo)碳(tan)含量較高(gao)，而碳(tan)元素在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中是(shi)降低耐銹(xiu)性(xing)能的，所以(yi)防銹(xiu)性(xing)是(shi)隨碳(tan)含量增加而下降。再來談談，馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。人們常稱馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)和鐵(tie)素體(ti)為(wei)鉻(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，還有稱為(wei)鉻(ge)鐵(tie)鋼(gang)(gang)(gang)。其實馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有很(hen)大區別(bie)的，一是(shi)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)機理不一樣；由于鋼(gang)(gang)(gang)中碳(tan)元素是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)元素。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)在(zai)高(gao)溫區為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，冷(leng)卻(que)到(dao)低溫（常溫）為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，也(ye)就是(shi)說(shuo)，馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有相變(bian)發生。根據(ju)冷(leng)卻(que)的方式和冷(leng)卻(que)速(su)度(du)，可得到(dao)淬火(huo)工藝有不同的硬度(du)和強度(du)性(xing)能，但(dan)塑性(xing)很(hen)低，冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)較差，變(bian)形(xing)(xing)(xing)后容易自裂，需及時退火(huo)消除(chu)應力處理。所以(yi)說(shuo)，馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不能冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)(xing)后交貨(huo)。
——鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼鉻含(han)(han)量(liang)提(ti)高(gao)到17%以(yi)(yi)(yi)上或碳含(han)(han)量(liang)降到0.08%以(yi)(yi)(yi)下(xia)時，其(qi)內部組(zu)織為鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)在高(gao)溫到低溫不(bu)(bu)(bu)發(fa)生相變(bian)，隨著(zhu)鉻元素(su)(su)(su)(su)含(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增大，防銹蝕能力(li)也(ye)(ye)增強，但鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼變(bian)形硬化率很低，變(bian)形應力(li)也(ye)(ye)低。不(bu)(bu)(bu)能用(yong)冷變(bian)形提(ti)高(gao)強度(du)值，反而(er)降低了塑性，使鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼變(bian)脆如受力(li)而(er)自裂。再是(shi)鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼有低溫脆性，不(bu)(bu)(bu)能適用(yong)于(yu)常溫以(yi)(yi)(yi)下(xia)（特別是(shi)東北地區的(de)(de)(de)(de)冬季）的(de)(de)(de)(de)裝置，還(huan)有475℃脆性的(de)(de)(de)(de)溫度(du)下(xia)，所以(yi)(yi)(yi)使用(yong)范圍較窄，造(zao)成使用(yong)上的(de)(de)(de)(de)限制。如果(guo)將鐵素(su)(su)(su)(su)體(ti)碳含(han)(han)量(liang)降低到0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)，再將鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氮元素(su)(su)(su)(su)降到0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)，而(er)低溫脆性可降到-80℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)，發(fa)揮出無鎳和(he)防銹的(de)(de)(de)(de)優越性。
