1. 氧化

  氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)是金(jin)屬(shu)在(zai)高溫中和氧(yang)(yang)(yang)進(jin)行反(fan)應的(de)現象。金(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)時，在(zai)其表面(mian)(mian)形成氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鱗(lin)屑(xie)(xie)。這種鱗(lin)屑(xie)(xie)是離子的(de)結(jie)晶(jing)，由氧(yang)(yang)(yang)離子和金(jin)屬(shu)離子構成。支配氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反(fan)應速度的(de)有兩個(ge)因(yin)素(su)：一是金(jin)屬(shu)離子從氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物與金(jin)屬(shu)形成的(de)界面(mian)(mian)向氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物表面(mian)(mian)的(de)擴散速度；二是氧(yang)(yang)(yang)離子從氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物表面(mian)(mian)向內的(de)擴散速度。

  不銹(xiu)鋼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。

為提高不銹鋼的(de)耐氧化性，除增加鉻的(de)含量以(yi)外，增加硅（Si）、鋁（Al）以(yi)及微量的(de)稀(xi)土元素都(dou)是十(shi)分(fen)有效的(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(zu)化(hua)合物(wu)一般說，其(qi)揮發(fa)性(xing)大，即使在(zai)(zai)比較低的(de)(de)溫度下，由于其(qi)銹(xiu)皮的(de)(de)多孔洞而(er)引(yin)起(qi)劇烈的(de)(de)腐蝕(shi)。為了防止上述情況的(de)(de)發(fa)生，采取(qu)與提(ti)高(gao)其(qi)抗(kang)氧化(hua)能力(li)同樣的(de)(de)做法(fa)，添加(jia)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效的(de)(de)。不(bu)銹(xiu)鋼使用在(zai)(zai)高(gao)溫場合，如重油(you)等高(gao)硫(liu)（S）燃料氣體，在(zai)(zai)銹(xiu)皮內層產(chan)生硫(liu)化(hua)。所以(yi)必須(xu)特別注(zhu)意含鉻（Cr）量低的(de)(de)合金(jin)或含鎳(nie)合金(jin)的(de)(de)硫(liu)化(hua)問(wen)題。

2. 滲碳和氮化

  不銹(xiu)鋼在高溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下，和碳(tan)(tan)(tan)氫化合物(wu)、一氧(yang)化碳(tan)(tan)(tan)、有(you)(you)機物(wu)等接觸時(shi)就(jiu)會引起滲碳(tan)(tan)(tan)，這是因(yin)(yin)為在高溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下，碳(tan)(tan)(tan)和氧(yang)的親(qin)和力大，但在氧(yang)的電位高的場合，不易(yi)引起滲碳(tan)(tan)(tan)。在碳(tan)(tan)(tan)化鉻容(rong)易(yi)析(xi)出的溫(wen)度區域中(zhong)，表(biao)面就(jiu)會因(yin)(yin)滲碳(tan)(tan)(tan)而硬化。滲碳(tan)(tan)(tan)是因(yin)(yin)碳(tan)(tan)(tan)和鉻生成碳(tan)(tan)(tan)的化合物(wu)而被固定(ding)下來，使其抗氧(yang)化性(xing)變(bian)壞。在氧(yang)電位低(di)的還原(yuan)性(xing)氛(fen)圍中(zhong)，滲碳(tan)(tan)(tan)極(ji)容(rong)易(yi)發(fa)生。控(kong)制滲碳(tan)(tan)(tan)的有(you)(you)效元素(su)為鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和鎳（Ni）。

  氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)是在(zai)含氮(dan)(dan)的高溫氣氛中(zhong)（氨分解氣體等）引(yin)起(qi)的。不銹鋼會因內部生成氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物而硬化(hua)(hua)(hua)(hua)，使抗氧化(hua)(hua)(hua)(hua)性變壞。在(zai)氧電位低的還原性氛圍中(zhong)，容易(yi)引(yin)起(qi)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)。控(kong)制氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)的有(you)效辦(ban)法是增加鎳(nie)的含量。