不(bu)銹(xiu)(xiu)是(shi)針對鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕而提出(chu)的(de)(de)(de)(de)。是(shi)在普鋼(gang)(gang)應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)，鋼(gang)(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕為(wei)普遍(bian)現(xian)象(xiang)，造成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)設施不(bu)斷地減重(zhong)和使(shi)去力(li)學性能(neng)而報(bao)廢。防(fang)止鋼(gang)(gang)材(cai)銹(xiu)(xiu)蝕提出(chu)不(bu)銹(xiu)(xiu)方法的(de)(de)(de)(de)概念，從鐵(tie)(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)開(kai)始(shi)，防(fang)止銹(xiu)(xiu)蝕的(de)(de)(de)(de)技術伴隨同生，不(bu)斷創新，保存有幾(ji)千年的(de)(de)(de)(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)實物呈現(xian)到今天，卻(que)防(fang)銹(xiu)(xiu)技術卻(que)失傳，為(wei)此感(gan)嘆但還(huan)得繼續。普鋼(gang)(gang)生銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)分析；普鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學成(cheng)分是(shi)鐵(tie)(tie)(tie)（Fe）和碳(C)的(de)(de)(de)(de)最(zui)簡(jian)單(dan)最(zui)經濟的(de)(de)(de)(de)組合，由于鐵(tie)(tie)(tie)-碳金屬中的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)元(yuan)素(su)與空氣(qi)中活潑(po)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）這一層氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物叫亞鐵(tie)(tie)(tie)，不(bu)穩定狀態，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)(tie)(tie)繼續氧(yang)(yang)化(hua)(hua)生成(cheng)（Fe3O4），再氧化(hua)生產(chan)穩定（Fe2O3）。在(zai)普鋼表(biao)面(mian)是由以上三種結(jie)構的(de)氧(yang)化物組成，年統(tong)計(ji)鋼鐵的(de)銹蝕損(sun)耗達到(dao)10%，而(er)且氧(yang)化鐵物質是分散得不到(dao)回(hui)收(shou)條件(jian)，造成很大的(de)經濟損(sun)失和資源浪費(fei)，不利益經濟的(de)持續發展，研究(jiu)不銹的(de)方法層出(chu)不窮，有涂防銹漆的(de)、有電(dian)鍍合(he)金(jin)的(de)、有涂塑的(de)、再是材料(liao)本身是不銹材料(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(yi)、不銹鋼的腐蝕
不銹鋼也(ye)有(you)腐(fu)(fu)蝕(shi)，如(ru)在高溫下，表面(mian)被氧化(hua)形(xing)成氧化(hua)皮，這是不爭的(de)(de)事實。金(jin)屬腐(fu)(fu)蝕(shi)分兩方面(mian)發(fa)生，一是化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)，二是電腐(fu)(fu)蝕(shi)。金(jin)屬在高溫下產生的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)叫(jiao)化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)，金(jin)屬在常(chang)溫下產生的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)叫(jiao)電腐(fu)(fu)蝕(shi)。化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)叫(jiao)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)，電腐(fu)(fu)蝕(shi)叫(jiao)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)。
1. 化(hua)學腐(fu)蝕
金屬高(gao)溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)這(zhe)是常(chang)知(zhi)。只不(bu)(bu)過(guo)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)不(bu)(bu)一樣。不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)能承受更高(gao)的(de)(de)溫(wen)度(du)，如(ru)1Cr13(410)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)在(zai)(zai)800℃~900℃；普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)溫(wen)度(du)卻只有200℃~300℃。不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)隨(sui)(sui)溫(wen)度(du)升高(gao)而嚴(yan)重，普(pu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是隨(sui)(sui)時(shi)間而嚴(yan)重。不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)表面(mian)生成(cheng)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)皮反而阻止再氧(yang)(yang)化(hua)，普(pu)鋼(gang)(gang)生成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)皮加重氧(yang)(yang)化(hua)。當然，人(ren)們要(yao)問，那么在(zai)(zai)常(chang)溫(wen)呢(ni)？普(pu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)無防護腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)措施(shi)的(de)(de)保護下也(ye)要(yao)被空(kong)氣(qi)中的(de)(de)氧(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)常(chang)溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)要(yao)復雜(za)得多，不(bu)(bu)僅與氧(yang)(yang)有關，也(ye)與組(zu)織、內部夾雜(za)、內部應力以及熱處(chu)理狀態有關、還與環境介質(zhi)有關。下面(mian)要(yao)談到是電(dian)化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化學腐(fu)蝕
前面談(tan)到(dao)(dao)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)高(gao)溫狀態下產生(sheng)的(de)(de)腐蝕現(xian)象。接下來說一(yi)說常溫狀態下的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)腐蝕現(xian)象。要(yao)知道(dao)，溫度(du)對(dui)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)耐氧(yang)(yang)化(hua)有很大關系，因為，不(bu)(bu)同性質(zhi)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼其(qi)表面氧(yang)(yang)化(hua)溫度(du)是(shi)不(bu)(bu)一(yi)樣的(de)(de)，所以，正確選取不(bu)(bu)銹鋼應(ying)考(kao)慮在(zai)什么溫度(du)下使(shi)用，再(zai)去(qu)考(kao)慮其(qi)它方面的(de)(de)性能和要(yao)求。說到(dao)(dao)這里，應(ying)該對(dui)不(bu)(bu)銹鋼有了一(yi)點了解(jie)，不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)不(bu)(bu)銹性是(shi)有條(tiao)件的(de)(de)。那么，電(dian)化(hua)學腐蝕是(shi)如何(he)發生(sheng)的(de)(de)呢？首先，應(ying)知道(dao)，物(wu)質(zhi)世(shi)界的(de)(de)元素和組(zu)成的(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)，都具(ju)有不(bu)(bu)同的(de)(de)電(dian)極電(dian)位（電(dian)極勢），也就是(shi)說，不(bu)(bu)同的(de)(de)物(wu)質(zhi)之間存在(zai)著電(dian)極勢，一(yi)旦有溶(rong)液(ye)或(huo)電(dian)解(jie)質(zhi)充(chong)實兩物(wu)質(zhi)之間，創立了電(dian)池回路，形(xing)成微電(dian)流。這就說，電(dian)腐蝕是(shi)一(yi)種(zhong)普(pu)遍的(de)(de)現(xian)象。
a. 點腐蝕產生有(you)的因(yin)素
①. 不(bu)銹鋼表(biao)面(mian)夾(jia)(jia)雜：表(biao)面(mian)存在(zai)有(you)氧(yang)化(hua)物、硫化(hua)物、硅酸鹽(yan)等夾(jia)(jia)雜，如果表(biao)面(mian)再遇(yu)到水溶液附帶上面(mian)，水在(zai)兩物質之間電(dian)解(jie)，有(you)微電(dian)流產(chan)生，水電(dian)解(jie)為氫(qing)離(li)子(zi)和氫(qing)氧(yang)離(li)子(zi)，而氫(qing)氧(yang)離(li)子(zi)與(yu)鉻可發(fa)生化(hua)學反應，變成(cheng)氫(qing)氧(yang)化(hua)鉻而腐(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼(gang)表(biao)面(mian)粗糙面(mian)：表(biao)面(mian)存在(zai)麻坑或麻面(mian)等粗糙的(de)表(biao)面(mian)。粗糙的(de)表(biao)面(mian)容易存積空(kong)氣中的(de)懸浮微(wei)粒（灰塵），而(er)灰塵又吸(xi)附(fu)空(kong)氣中的(de)水(shui)份(fen)(fen)，于是，水(shui)份(fen)(fen)的(de)存在(zai)，水(shui)份(fen)(fen)在(zai)兩物質之間的(de)電(dian)極電(dian)位的(de)作用下(xia)電(dian)解(jie)，分解(jie)出氫(qing)離子(zi)和氫(qing)氧離子(zi)，氫(qing)氧離子(zi)與(yu)鉻反應而(er)腐敗蝕。
③. 氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)環(huan)境：不銹鋼表面(mian)(mian)處于有氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)的(de)氣氛中時，氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)選(xuan)擇(ze)性(xing)破壞表面(mian)(mian)鈍化膜，選(xuan)擇(ze)性(xing)是(shi)(shi)因為不銹鋼表面(mian)(mian)存在有夾雜、粗(cu)糙(cao)點(dian)、成(cheng)分偏析(xi)和(he)力(li)學性(xing)能差(cha)異(yi)，氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)本就(jiu)是(shi)(shi)電解(jie)質(zhi)，氯(lv)離(li)(li)(li)子(zi)與氧(yang)可生(sheng)成(cheng)次氯(lv)酸(suan)，氫氧(yang)離(li)(li)(li)子(zi)與鉻(ge)反應生(sheng)成(cheng)氫氧(yang)化鉻(ge)，鈍化膜一旦被破壞就(jiu)會出現(xian)腐蝕(shi)集中，也(ye)稱(cheng)孔蝕(shi)。
b. 組織(zhi)腐蝕：
組織腐(fu)蝕也(ye)稱晶間腐(fu)蝕。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)或奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)與(yu)鐵素體(ti)(ti)雙相鋼(gang)(gang)中，鋼(gang)(gang)中的碳(tan)(tan)元(yuan)(yuan)素隨(sui)加熱(re)(re)溶(rong)解于(yu)(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中，如在熱(re)(re)軋制過(guo)程中，鋼(gang)(gang)被加熱(re)(re)到1000-1200℃，碳(tan)(tan)元(yuan)(yuan)素開(kai)始于(yu)(yu)900℃溶(rong)解于(yu)(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中，1050℃碳(tan)(tan)元(yuan)(yuan)素基本完(wan)全溶(rong)解于(yu)(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中。但在冷卻過(guo)程中，碳(tan)(tan)又(you)從奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)中被析(xi)出，并在晶間處與(yu)鉻元(yuan)(yuan)素化合(he)，成為Cr23C6的碳(tan)(tan)化物(wu)。使晶間處的鉻含(han)量減少(shao)，造成貧鉻現象(xiang)，也(ye)就(jiu)使去防(fang)銹的功(gong)能。
c. 應力腐蝕：
不(bu)銹鋼熱軋(ya)變(bian)(bian)(bian)形(xing)、冷(leng)(leng)拔變(bian)(bian)(bian)形(xing)、冷(leng)(leng)軋(ya)變(bian)(bian)(bian)形(xing)和(he)熱處理過程中(zhong)，鋼基內部(bu)殘(can)余應力(li)將造成通條(tiao)性(xing)能不(bu)均。特別(bie)是冷(leng)(leng)變(bian)(bian)(bian)形(xing)表面(mian)，因晶格奇變(bian)(bian)(bian)，容(rong)易(yi)受外部(bu)環境影響（如摩擦、劃傷(shang)、碰(peng)撞和(he)浸蝕受到腐蝕集中(zhong)）和(he)附加(jia)應力(li)疊合(he)大于晶間原子力(li)時被破壞(huai)。
二(er)、不銹鋼的耐腐蝕性能
馬氏體＜鐵素體＜鎳-鉻奧氏體
這里特別(bie)提到奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼分高鎳、低鎳和無鎳奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼。其不銹(xiu)性能有(you)：
無鎳奧氏(shi)體＜低鎳奧氏(shi)體＜高(gao)鎳奧氏(shi)體
——馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)因為(wei)鋼(gang)中鉻含(han)量(liang)為(wei)13%左右，并有(you)碳(tan)含(han)量(liang)為(wei)0.1%~0.4%的范圍變(bian)化。就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)說碳(tan)含(han)量(liang)較高，而碳(tan)元素(su)(su)在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中是(shi)(shi)降低耐銹(xiu)性(xing)能(neng)(neng)的，所以防銹(xiu)性(xing)是(shi)(shi)隨碳(tan)含(han)量(liang)增加而下(xia)降。再來(lai)談談，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。人們常稱馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)為(wei)鉻不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)，還有(you)稱為(wei)鉻鐵鋼(gang)。其實馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)很(hen)(hen)大區別的，一是(shi)(shi)形(xing)(xing)成(cheng)機理不(bu)(bu)一樣(yang)；由于(yu)鋼(gang)中碳(tan)元素(su)(su)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元素(su)(su)。馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)在高溫區為(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，冷(leng)卻到(dao)低溫（常溫）為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，也就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)說，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)相變(bian)發生。根據冷(leng)卻的方式和(he)(he)冷(leng)卻速(su)度，可(ke)得(de)到(dao)淬火工藝有(you)不(bu)(bu)同的硬(ying)度和(he)(he)強(qiang)度性(xing)能(neng)(neng)，但塑性(xing)很(hen)(hen)低，冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)較差，變(bian)形(xing)(xing)后(hou)容(rong)易自(zi)裂，需及時(shi)退火消除應力處理。所以說，馬(ma)(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)能(neng)(neng)冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)后(hou)交貨。
——鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼鉻含量提(ti)高到(dao)(dao)17%以(yi)(yi)上或(huo)碳含量降(jiang)到(dao)(dao)0.08%以(yi)(yi)下(xia)時(shi)，其內(nei)部組織為鐵(tie)素(su)體(ti)在高溫(wen)到(dao)(dao)低(di)溫(wen)不發生相變(bian)(bian)，隨著鉻元素(su)含量的(de)(de)(de)增(zeng)大(da)，防銹(xiu)蝕能力(li)也(ye)增(zeng)強，但鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼變(bian)(bian)形(xing)(xing)硬化(hua)率很低(di)，變(bian)(bian)形(xing)(xing)應力(li)也(ye)低(di)。不能用冷變(bian)(bian)形(xing)(xing)提(ti)高強度值，反而降(jiang)低(di)了(le)塑性，使鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼變(bian)(bian)脆(cui)如(ru)受(shou)力(li)而自裂。再(zai)是(shi)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼有低(di)溫(wen)脆(cui)性，不能適用于常溫(wen)以(yi)(yi)下(xia)（特別是(shi)東北地區的(de)(de)(de)冬(dong)季）的(de)(de)(de)裝置，還有475℃脆(cui)性的(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)，所以(yi)(yi)使用范圍較窄，造成使用上的(de)(de)(de)限制。如(ru)果(guo)將鐵(tie)素(su)體(ti)碳含量降(jiang)低(di)到(dao)(dao)0.001%以(yi)(yi)下(xia)，再(zai)將鋼中的(de)(de)(de)氮元素(su)降(jiang)到(dao)(dao)0.001%以(yi)(yi)下(xia)，而低(di)溫(wen)脆(cui)性可降(jiang)到(dao)(dao)-80℃以(yi)(yi)下(xia)，發揮出無鎳和防銹(xiu)的(de)(de)(de)優越性。
