1. 氧化

  氧(yang)化(hua)是金屬(shu)(shu)在高溫中和氧(yang)進行反(fan)應的(de)(de)現象。金屬(shu)(shu)氧(yang)化(hua)時，在其表(biao)面(mian)形(xing)成氧(yang)化(hua)鱗(lin)屑。這種鱗(lin)屑是離(li)(li)子(zi)的(de)(de)結晶(jing)，由氧(yang)離(li)(li)子(zi)和金屬(shu)(shu)離(li)(li)子(zi)構成。支配氧(yang)化(hua)反(fan)應速度(du)的(de)(de)有兩個因素：一是金屬(shu)(shu)離(li)(li)子(zi)從(cong)氧(yang)化(hua)物(wu)與金屬(shu)(shu)形(xing)成的(de)(de)界面(mian)向(xiang)氧(yang)化(hua)物(wu)表(biao)面(mian)的(de)(de)擴散(san)速度(du)；二是氧(yang)離(li)(li)子(zi)從(cong)氧(yang)化(hua)物(wu)表(biao)面(mian)向(xiang)內的(de)(de)擴散(san)速度(du)。

  不(bu)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(wei)提高(gao)不銹鋼(gang)的(de)(de)耐氧化性，除增加(jia)鉻(ge)的(de)(de)含(han)量以(yi)外，增加(jia)硅（Si）、鋁（Al）以(yi)及微(wei)量的(de)(de)稀土(tu)元(yuan)素都是十分有效的(de)(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)化合物一般說，其(qi)揮發性大(da)，即使(shi)(shi)在比較低的(de)(de)溫度下，由于其(qi)銹皮(pi)的(de)(de)多孔(kong)洞而(er)引起(qi)劇烈(lie)的(de)(de)腐蝕。為了防止上述情況(kuang)的(de)(de)發生(sheng)，采取與提高(gao)其(qi)抗氧化能力同樣的(de)(de)做(zuo)法，添加鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效的(de)(de)。不(bu)銹鋼使(shi)(shi)用(yong)在高(gao)溫場合，如重(zhong)油(you)等(deng)高(gao)硫（S）燃(ran)料氣體，在銹皮(pi)內層產生(sheng)硫化。所以必須特別(bie)注意含鉻(ge)（Cr）量低的(de)(de)合金或(huo)含鎳合金的(de)(de)硫化問題。

2. 滲碳和(he)氮化(hua)

  不(bu)銹鋼在高(gao)溫狀態(tai)下，和(he)碳(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合物、一氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)、有(you)機物等接觸時就會(hui)引(yin)起滲(shen)碳(tan)(tan)，這是因為在高(gao)溫狀態(tai)下，碳(tan)(tan)和(he)氧的(de)(de)(de)親和(he)力大(da)，但(dan)在氧的(de)(de)(de)電位高(gao)的(de)(de)(de)場(chang)合，不(bu)易(yi)(yi)引(yin)起滲(shen)碳(tan)(tan)。在碳(tan)(tan)化(hua)(hua)鉻(ge)容(rong)易(yi)(yi)析出的(de)(de)(de)溫度(du)區域中，表面就會(hui)因滲(shen)碳(tan)(tan)而(er)硬化(hua)(hua)。滲(shen)碳(tan)(tan)是因碳(tan)(tan)和(he)鉻(ge)生(sheng)(sheng)成碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物而(er)被固(gu)定下來，使其抗氧化(hua)(hua)性變(bian)壞。在氧電位低(di)的(de)(de)(de)還原(yuan)性氛圍中，滲(shen)碳(tan)(tan)極(ji)容(rong)易(yi)(yi)發生(sheng)(sheng)。控制(zhi)滲(shen)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)有(you)效元(yuan)素為鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和(he)鎳（Ni）。

  氮(dan)化(hua)是在含氮(dan)的(de)高(gao)溫氣(qi)氛(fen)中（氨分解氣(qi)體等）引起的(de)。不銹鋼(gang)會因內部生成(cheng)氮(dan)化(hua)物而硬化(hua)，使抗氧化(hua)性(xing)變壞。在氧電位(wei)低(di)的(de)還原(yuan)性(xing)氛(fen)圍中，容易引起氮(dan)化(hua)。控制(zhi)氮(dan)化(hua)的(de)有效辦法是增(zeng)加鎳的(de)含量(liang)。