不銹鋼是指以不銹性和耐蝕性為主要特性，鉻含量至少為10.5%、碳含量最大不超過1.2%的鋼。腐蝕(shi)(shi)(shi)是機械零(ling)件受周圍介質(zhi)的化(hua)學(xue)和(he)(he)電化(hua)學(xue)作用而失效(xiao)(xiao)的主要原因。一般的碳鋼和(he)(he)合金鋼在腐蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)的作用下,金屬表面會形成氧化(hua)膜,就是人們常說的生(sheng)銹。氧化(hua)膜不(bu)能阻止金屬和(he)(he)腐蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)的接(jie)觸,氧化(hua)繼續(xu)進行,銹蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)斷擴大(da),致使機械零(ling)件繼續(xu)生(sheng)銹、腐蝕(shi)(shi)(shi),直(zhi)至完全失效(xiao)(xiao)。
不銹鋼是在普通低碳鋼和低合金鋼的基礎上添加一定量的鉻元素冶煉而成的,其不銹性與鋼中的鉻含量有關。當鋼中的鉻含量超過10.5%時,鋼再與大氣接觸時,其表面會生成一層致密的、不易脫落的氧化膜,稱作鈍化膜(mo)(Cr2O3)。這層致密的富鉻氧化膜可以隔離金屬與外界腐蝕介質的接觸,從而有效地保護了不銹鋼表面。這層氧化膜極薄,只有幾微米,像是披上一層透明的外衣。透過它可以看到依然是銀白色的金屬表面,使不銹鋼具有了獨特的表面。當表面鈍化膜一旦遭到破壞,鋼中的鉻會與腐蝕介質中的氧發生反應重新生成鈍化膜,繼續起保護作用。不銹鋼表面鈍化膜的成分、形態及結構越均勻,鋼的不銹性和耐蝕性就越好。
不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing),主(zhu)要取決(jue)于不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中鉻元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)含量和組織結(jie)構(gou),但也(ye)(ye)(ye)與腐(fu)(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)(de)(de)種類、溫度、濃(nong)度、壓力、流動速(su)度以(yi)(yi)及(ji)(ji)鋼(gang)中其(qi)他合金元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)含量等因素(su)有(you)(you)關。不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)遇(yu)到特殊環境,也(ye)(ye)(ye)會出現局部腐(fu)(fu)蝕(shi),如點腐(fu)(fu)蝕(shi)、晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)和電偶腐(fu)(fu)蝕(shi)等。為了(le)使(shi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)克(ke)服這些腐(fu)(fu)蝕(shi),提高其(qi)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing),同時也(ye)(ye)(ye)為了(le)使(shi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和其(qi)他性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),根據(ju)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)要求,在鋼(gang)中除了(le)添加(jia)較高含量的(de)(de)(de)(de)(de)鉻元(yuan)(yuan)素(su)以(yi)(yi)外,還應分別加(jia)人鎳、鉬、錳、氮、鈦、鈮等合金元(yuan)(yuan)素(su)。這樣(yang),不(bu)(bu)(bu)僅(jin)可(ke)(ke)以(yi)(yi)改變(bian)鈍化膜的(de)(de)(de)(de)(de)化學組成,提高它在苛(ke)刻(ke)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質中的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing),而(er)且(qie)也(ye)(ye)(ye)可(ke)(ke)以(yi)(yi)使(shi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)具有(you)(you)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)強度、韌性(xing)(xing)(xing)、塑性(xing)(xing)(xing)和耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)(xing),以(yi)(yi)及(ji)(ji)良好的(de)(de)(de)(de)(de)工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),如可(ke)(ke)鍛性(xing)(xing)(xing)、焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)、切削(xue)加(jia)工性(xing)(xing)(xing)和壓力加(jia)工成形性(xing)(xing)(xing)等。
了(le)解(jie)金屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi)特點(dian)及提高(gao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕(shi)性是很重要(yao)的(de)。因(yin)為金屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi)是有害的(de),它會(hui)給國(guo)民(min)經(jing)濟造成巨大的(de)損失。鋼(gang)(gang)生銹(xiu)及高(gao)溫下的(de)氧化,石油(you)管道、化工設(she)備(bei)(bei)、機械(xie)設(she)備(bei)(bei)和(he)船(chuan)舶殼體的(de)損壞都是與腐(fu)蝕(shi)有關的(de)。據不(bu)(bu)完全統計,全世界因(yin)腐(fu)蝕(shi)而損壞的(de)金屬(shu)制品(pin)約占當年鋼(gang)(gang)產量的(de)10％。因(yin)此采(cai)取措施，更廣泛地應用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)代替普通鋼(gang)(gang)，并提高(gao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕(shi)性對國(guo)民(min)經(jing)濟的(de)發(fa)展有著(zhu)十分重要(yao)的(de)意義。
耐熱鋼是在高溫條件下具有良好的化學穩定性或較高強度的鋼。過去，我國標準將不銹鋼同耐熱鋼分開，并分別有各自的國家標準。在新的國家標準GB／T20878-2007《不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分》中，把這兩類鋼結合在一起，因此本書也將把這兩類鋼一起介紹。重點介紹不銹鋼的特性及應用，并適當介紹一些傳統不銹鋼和一些新研制的未納入新的國家標準的不銹鋼，同時也介紹一些不銹耐熱鋼的性能及應用。
