不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)是(shi)針對鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)而提出的。是(shi)在普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)用的基礎上，鋼(gang)(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)為普(pu)遍現(xian)象，造成(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)設(she)施不(bu)(bu)斷(duan)地(di)減重和(he)使去力學(xue)(xue)性能(neng)而報(bao)廢。防(fang)止(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)提出不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)方(fang)法的概念(nian)，從(cong)鐵(tie)(tie)(tie)的應(ying)用開始，防(fang)止(zhi)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)的技(ji)術(shu)伴隨同生(sheng)(sheng)，不(bu)(bu)斷(duan)創新，保存有(you)幾千年的防(fang)銹(xiu)(xiu)實物呈現(xian)到(dao)今(jin)天，卻(que)防(fang)銹(xiu)(xiu)技(ji)術(shu)卻(que)失傳(chuan)，為此感嘆但還得繼續。普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)的現(xian)象分(fen)析；普(pu)鋼(gang)(gang)(gang)的化(hua)學(xue)(xue)成(cheng)分(fen)是(shi)鐵(tie)(tie)(tie)（Fe）和(he)碳(tan)(C)的最(zui)簡(jian)單最(zui)經濟的組合，由于鐵(tie)(tie)(tie)-碳(tan)金屬中(zhong)的鐵(tie)(tie)(tie)元素(su)與空氣中(zhong)活潑的氧(yang)氣接觸，發生(sheng)(sheng)化(hua)學(xue)(xue)反應(ying)生(sheng)(sheng)成(cheng)氧(yang)化(hua)物（FeO）這一層氧(yang)化(hua)物叫亞(ya)鐵(tie)(tie)(tie)，不(bu)(bu)穩定狀態，氧(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)(tie)繼續氧(yang)化(hua)生(sheng)(sheng)成(cheng)（Fe3O4），再氧化(hua)生產穩定（Fe2O3）。在普鋼(gang)表面是由(you)以上三種(zhong)結構的氧(yang)化物組成(cheng)，年統計(ji)鋼(gang)鐵的銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕損耗(hao)達到10%，而且氧(yang)化鐵物質(zhi)是分散得不(bu)到回收條件，造成(cheng)很大的經(jing)濟損失和資(zi)源浪費，不(bu)利益經(jing)濟的持續發展，研究不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)的方(fang)法層出不(bu)窮，有(you)涂(tu)(tu)防銹(xiu)(xiu)(xiu)漆的、有(you)電鍍(du)合金的、有(you)涂(tu)(tu)塑的、再是材料(liao)本(ben)身是不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)材料(liao)的。
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(gang)。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、不銹(xiu)鋼的腐蝕(shi)
不銹鋼也有腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，如在(zai)高溫(wen)(wen)下(xia)(xia)，表面被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)形成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)皮，這是(shi)不爭的事實。金(jin)屬腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)分兩方面發生，一是(shi)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，二是(shi)電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。金(jin)屬在(zai)高溫(wen)(wen)下(xia)(xia)產生的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)叫化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，金(jin)屬在(zai)常溫(wen)(wen)下(xia)(xia)產生的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)叫電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)叫均(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，電腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)叫局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。
1. 化學腐蝕
金屬(shu)高(gao)溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)這(zhe)是常知(zhi)。只不(bu)過不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)與普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度(du)不(bu)一(yi)樣。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)能承受更高(gao)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)，如1Cr13(410)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)600℃~700℃；而(er)(er)0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)卻(que)只有(you)200℃~300℃。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度(du)隨(sui)溫(wen)度(du)升高(gao)而(er)(er)嚴重(zhong)(zhong)(zhong)，普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是隨(sui)時間而(er)(er)嚴重(zhong)(zhong)(zhong)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面生(sheng)成的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)皮反而(er)(er)阻止(zhi)再氧(yang)(yang)化(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)生(sheng)成氧(yang)(yang)化(hua)皮加(jia)重(zhong)(zhong)(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)。當然，人(ren)們要(yao)問，那么在(zai)常溫(wen)呢？普(pu)鋼(gang)(gang)在(zai)無(wu)防護(hu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)措(cuo)施的(de)(de)(de)保護(hu)下也要(yao)被空(kong)氣中的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)掉。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)常溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)要(yao)復雜得多，不(bu)僅與氧(yang)(yang)有(you)關(guan)(guan)，也與組織、內(nei)部夾雜、內(nei)部應力以(yi)及熱處理狀態有(you)關(guan)(guan)、還與環境(jing)介質(zhi)有(you)關(guan)(guan)。下面要(yao)談到是電化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
2. 電化學(xue)腐(fu)蝕
前面(mian)談(tan)到(dao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)高溫狀態下產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象。接(jie)下來說一(yi)說常溫狀態下的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)現象。要知道(dao)，溫度(du)(du)對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)氧(yang)化有(you)(you)很大(da)關(guan)系(xi)，因為，不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)其表面(mian)氧(yang)化溫度(du)(du)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)一(yi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)，所以，正確選取(qu)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)應(ying)考慮在(zai)什么溫度(du)(du)下使(shi)用，再去考慮其它方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能和要求(qiu)。說到(dao)這里，應(ying)該對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)(you)了(le)一(yi)點了(le)解，不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)是(shi)有(you)(you)條件的(de)(de)(de)(de)(de)。那么，電(dian)化學腐蝕(shi)是(shi)如何發生的(de)(de)(de)(de)(de)呢？首(shou)先(xian)，應(ying)知道(dao)，物質(zhi)(zhi)(zhi)世(shi)界的(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)和組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)化合物，都具有(you)(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)極電(dian)位（電(dian)極勢），也就是(shi)說，不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)間存在(zai)著電(dian)極勢，一(yi)旦有(you)(you)溶液或電(dian)解質(zhi)(zhi)(zhi)充實兩物質(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)間，創立了(le)電(dian)池回路，形成(cheng)微電(dian)流。這就說，電(dian)腐蝕(shi)是(shi)一(yi)種普遍的(de)(de)(de)(de)(de)現象。
a. 點腐蝕產生有(you)的因(yin)素
①. 不銹(xiu)鋼表面夾雜：表面存在(zai)(zai)有氧化物(wu)、硫化物(wu)、硅酸鹽等夾雜，如果表面再(zai)遇(yu)到水(shui)(shui)溶液附(fu)帶上(shang)面，水(shui)(shui)在(zai)(zai)兩物(wu)質之間電解，有微電流產生(sheng)，水(shui)(shui)電解為氫離子和氫氧離子，而氫氧離子與(yu)鉻(ge)可發(fa)生(sheng)化學反應(ying)，變成氫氧化鉻(ge)而腐(fu)蝕。
②. 不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)面(mian)：表(biao)面(mian)存在(zai)麻(ma)(ma)坑或麻(ma)(ma)面(mian)等(deng)粗(cu)糙(cao)的表(biao)面(mian)。粗(cu)糙(cao)的表(biao)面(mian)容易存積空氣中的懸浮微粒（灰塵(chen)），而灰塵(chen)又吸附(fu)空氣中的水份，于是，水份的存在(zai)，水份在(zai)兩物質(zhi)之(zhi)間的電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位的作用下電(dian)(dian)解(jie)，分解(jie)出氫離子(zi)(zi)和氫氧離子(zi)(zi)，氫氧離子(zi)(zi)與鉻反應而腐敗蝕。
③. 氯(lv)離(li)子環境：不銹鋼表(biao)面(mian)處于(yu)有(you)氯(lv)離(li)子的氣氛(fen)中(zhong)時(shi)，氯(lv)離(li)子選擇(ze)性(xing)破壞表(biao)面(mian)鈍化膜，選擇(ze)性(xing)是因(yin)為不銹鋼表(biao)面(mian)存在有(you)夾雜、粗糙點、成分偏析(xi)和力學(xue)性(xing)能差異(yi)，氯(lv)離(li)子本就是電解質，氯(lv)離(li)子與氧可生(sheng)成次氯(lv)酸，氫氧離(li)子與鉻(ge)反應生(sheng)成氫氧化鉻(ge)，鈍化膜一旦被破壞就會(hui)出現(xian)腐蝕集(ji)中(zhong)，也稱孔蝕。
b. 組(zu)織腐(fu)蝕：
組織(zhi)腐蝕也稱晶間(jian)腐蝕。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼或(huo)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)與鐵素(su)體(ti)(ti)雙相鋼中，鋼中的(de)(de)碳(tan)元素(su)隨(sui)加熱(re)(re)溶解于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中，如在(zai)熱(re)(re)軋制過(guo)程中，鋼被(bei)加熱(re)(re)到1000-1200℃，碳(tan)元素(su)開(kai)始于(yu)900℃溶解于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中，1050℃碳(tan)元素(su)基本完全溶解于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中。但(dan)在(zai)冷卻過(guo)程中，碳(tan)又(you)從(cong)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中被(bei)析(xi)出(chu)，并(bing)在(zai)晶間(jian)處與鉻元素(su)化合，成(cheng)為Cr23C6的(de)(de)碳(tan)化物。使晶間(jian)處的(de)(de)鉻含量減(jian)少，造成(cheng)貧鉻現象，也就使去防銹(xiu)的(de)(de)功(gong)能。
c. 應力(li)腐蝕：
不(bu)銹鋼熱軋變(bian)形(xing)、冷拔(ba)變(bian)形(xing)、冷軋變(bian)形(xing)和熱處理(li)過程中，鋼基內部殘(can)余應力將造成(cheng)通(tong)條性能不(bu)均。特別是(shi)冷變(bian)形(xing)表面，因(yin)晶格奇變(bian)，容易受(shou)外(wai)部環境影(ying)響（如摩擦(ca)、劃傷(shang)、碰撞和浸(jin)蝕(shi)受(shou)到腐蝕(shi)集中）和附加應力疊合大于晶間原子力時被破(po)壞。
二、不銹(xiu)鋼的耐腐(fu)蝕性能
馬氏體(ti)＜鐵素體(ti)＜鎳-鉻奧氏體(ti)
這里特別提到奧氏體不銹鋼分(fen)高鎳(nie)、低鎳(nie)和無鎳(nie)奧氏體不銹鋼。其不銹性(xing)能(neng)有：
無鎳奧氏(shi)(shi)體＜低鎳奧氏(shi)(shi)體＜高鎳奧氏(shi)(shi)體
——馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)鋼中(zhong)鉻含量(liang)為(wei)13%左右，并(bing)有(you)碳(tan)含量(liang)為(wei)0.1%~0.4%的(de)范圍變化。就(jiu)是(shi)(shi)說碳(tan)含量(liang)較高(gao)，而(er)碳(tan)元素在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)是(shi)(shi)降(jiang)低耐銹(xiu)(xiu)性(xing)能的(de)，所以(yi)防銹(xiu)(xiu)性(xing)是(shi)(shi)隨碳(tan)含量(liang)增加而(er)下降(jiang)。再(zai)來談談，馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。人們常稱馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)為(wei)鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，還有(you)稱為(wei)鉻鐵鋼。其實馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼與鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有(you)很大區(qu)別的(de)，一是(shi)(shi)形(xing)(xing)成機理不(bu)(bu)(bu)一樣；由于鋼中(zhong)碳(tan)元素是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成元素。馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)在高(gao)溫(wen)區(qu)為(wei)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織，冷(leng)卻到低溫(wen)（常溫(wen)）為(wei)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織，也就(jiu)是(shi)(shi)說，馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有(you)相(xiang)變發生(sheng)。根據(ju)冷(leng)卻的(de)方式(shi)和(he)冷(leng)卻速度(du)，可(ke)得(de)到淬(cui)火(huo)工藝有(you)不(bu)(bu)(bu)同的(de)硬度(du)和(he)強度(du)性(xing)能，但塑(su)性(xing)很低，冷(leng)變形(xing)(xing)較差，變形(xing)(xing)后(hou)容(rong)易(yi)自裂，需及時退火(huo)消除(chu)應力處理。所以(yi)說，馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)能冷(leng)變形(xing)(xing)后(hou)交貨。
——鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼鉻含量(liang)提高(gao)(gao)到(dao)17%以(yi)(yi)上(shang)或碳(tan)含量(liang)降(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)0.08%以(yi)(yi)下(xia)時，其內部組織為鐵(tie)素(su)(su)體在(zai)高(gao)(gao)溫(wen)到(dao)低(di)溫(wen)不(bu)發(fa)生(sheng)相變(bian)(bian)(bian)，隨著鉻元(yuan)(yuan)素(su)(su)含量(liang)的(de)增大，防銹(xiu)(xiu)蝕能力也增強，但(dan)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼變(bian)(bian)(bian)形(xing)硬(ying)化率很低(di)，變(bian)(bian)(bian)形(xing)應力也低(di)。不(bu)能用(yong)冷變(bian)(bian)(bian)形(xing)提高(gao)(gao)強度值(zhi)，反(fan)而(er)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)了塑性(xing)，使(shi)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼變(bian)(bian)(bian)脆如受(shou)力而(er)自裂。再是(shi)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有低(di)溫(wen)脆性(xing)，不(bu)能適用(yong)于常溫(wen)以(yi)(yi)下(xia)（特別是(shi)東北地區(qu)的(de)冬季(ji)）的(de)裝置，還有475℃脆性(xing)的(de)溫(wen)度下(xia)，所以(yi)(yi)使(shi)用(yong)范圍較窄(zhai)，造(zao)成使(shi)用(yong)上(shang)的(de)限(xian)制。如果將鐵(tie)素(su)(su)體碳(tan)含量(liang)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)到(dao)0.001%以(yi)(yi)下(xia)，再將鋼中的(de)氮元(yuan)(yuan)素(su)(su)降(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)0.001%以(yi)(yi)下(xia)，而(er)低(di)溫(wen)脆性(xing)可(ke)降(jiang)(jiang)(jiang)到(dao)-80℃以(yi)(yi)下(xia)，發(fa)揮(hui)出無鎳和防銹(xiu)(xiu)的(de)優越性(xing)。
