1. 氧化

  氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)是金(jin)屬在高溫中和(he)氧(yang)(yang)(yang)(yang)進(jin)行(xing)反應的(de)現象。金(jin)屬氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)時，在其(qi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)成氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鱗(lin)屑。這(zhe)種(zhong)鱗(lin)屑是離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)結晶，由氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和(he)金(jin)屬離(li)(li)(li)子(zi)(zi)構成。支配(pei)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)反應速度(du)的(de)有兩(liang)個(ge)因素：一(yi)是金(jin)屬離(li)(li)(li)子(zi)(zi)從(cong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物與(yu)金(jin)屬形(xing)成的(de)界面(mian)(mian)(mian)向氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)擴散(san)(san)速度(du)；二(er)是氧(yang)(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)從(cong)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物表(biao)面(mian)(mian)(mian)向內(nei)的(de)擴散(san)(san)速度(du)。

  不(bu)銹鋼(gang)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(ti)高(gao)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)氧化性(xing)，除增(zeng)加鉻(ge)的(de)(de)含量以外(wai)，增(zeng)加硅（Si）、鋁（Al）以及微量的(de)(de)稀土元(yuan)素都是十分有效(xiao)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(hua)(hua)合(he)物(wu)一般說(shuo)，其(qi)揮(hui)發性大(da)，即使(shi)在(zai)(zai)比較低的(de)溫(wen)度下(xia)，由(you)于(yu)其(qi)銹(xiu)(xiu)皮(pi)的(de)多孔(kong)洞而引起劇(ju)烈(lie)的(de)腐蝕。為(wei)了防止上述情況的(de)發生(sheng)，采取與提高其(qi)抗(kang)氧化(hua)(hua)能力同樣的(de)做法，添加鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效的(de)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼使(shi)用(yong)在(zai)(zai)高溫(wen)場(chang)合(he)，如重油等高硫(liu)(liu)（S）燃料氣體，在(zai)(zai)銹(xiu)(xiu)皮(pi)內層產生(sheng)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)。所以必(bi)須特別注意含鉻(ge)（Cr）量低的(de)合(he)金或(huo)含鎳合(he)金的(de)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)問題。

2. 滲(shen)碳(tan)和(he)氮化

  不銹鋼在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)狀態下(xia)(xia)，和碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氫化(hua)(hua)合物(wu)(wu)、一(yi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)、有(you)機(ji)物(wu)(wu)等接觸時就會引起滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)，這是因為(wei)在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)狀態下(xia)(xia)，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)和氧(yang)(yang)的(de)(de)親和力大，但在(zai)(zai)氧(yang)(yang)的(de)(de)電(dian)(dian)位高(gao)的(de)(de)場合，不易(yi)引起滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)。在(zai)(zai)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)鉻容易(yi)析(xi)出(chu)的(de)(de)溫(wen)度區域中，表(biao)面就會因滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)而硬化(hua)(hua)。滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)是因碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)和鉻生成(cheng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)而被固定下(xia)(xia)來(lai)，使其(qi)抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性變壞(huai)。在(zai)(zai)氧(yang)(yang)電(dian)(dian)位低的(de)(de)還原性氛圍中，滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)極容易(yi)發生。控制滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)有(you)效元素為(wei)鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮(ni)（Nb）和鎳（Ni）。

  氮(dan)化(hua)是在含氮(dan)的(de)(de)高溫氣氛(fen)中（氨分解氣體等）引(yin)起的(de)(de)。不銹鋼會因內部生成氮(dan)化(hua)物而硬(ying)化(hua)，使抗氧化(hua)性(xing)變壞。在氧電位(wei)低的(de)(de)還原(yuan)性(xing)氛(fen)圍中，容易引(yin)起氮(dan)化(hua)。控(kong)制氮(dan)化(hua)的(de)(de)有(you)效辦法是增加鎳的(de)(de)含量。