不(bu)銹(xiu)(xiu)是針對鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕(shi)而提(ti)出的(de)(de)(de)(de)。是在普鋼(gang)(gang)應用(yong)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上，鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕(shi)為(wei)普遍現(xian)象，造成(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)設施不(bu)斷(duan)地(di)減重(zhong)和(he)使(shi)去力學性能而報廢。防止鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕(shi)提(ti)出不(bu)銹(xiu)(xiu)方法的(de)(de)(de)(de)概念(nian)，從鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)開始(shi)，防止銹(xiu)(xiu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)技術伴隨同(tong)生，不(bu)斷(duan)創新(xin)，保存有幾千(qian)年的(de)(de)(de)(de)防銹(xiu)(xiu)實物呈(cheng)現(xian)到今(jin)天，卻(que)防銹(xiu)(xiu)技術卻(que)失傳(chuan)，為(wei)此感嘆但還得繼(ji)續。普鋼(gang)(gang)生銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象分析；普鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)(cheng)分是鐵(tie)(tie)（Fe）和(he)碳(tan)(C)的(de)(de)(de)(de)最簡(jian)單最經濟的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)，由(you)于鐵(tie)(tie)-碳(tan)金屬中的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)元素與(yu)空氣中活潑的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)氣接觸，發生化(hua)學反(fan)應生成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)物（FeO）這一層氧(yang)(yang)化(hua)物叫亞鐵(tie)(tie)，不(bu)穩定狀(zhuang)態，氧(yang)(yang)化(hua)鐵(tie)(tie)繼(ji)續氧(yang)(yang)化(hua)生成(cheng)(cheng)（Fe3O4），再氧化生產穩定（Fe2O3）。在普鋼表面是(shi)由以上三種結構的氧(yang)化物(wu)組成，年統計鋼鐵的銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕損耗達到(dao)(dao)10%，而且氧(yang)化鐵物(wu)質是(shi)分散得不(bu)到(dao)(dao)回收條(tiao)件，造成很(hen)大(da)的經濟損失和資源浪(lang)費(fei)，不(bu)利益經濟的持續發(fa)展，研究不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)的方法層出不(bu)窮(qiong)，有(you)涂(tu)防(fang)銹(xiu)(xiu)(xiu)漆的、有(you)電鍍合金的、有(you)涂(tu)塑的、再(zai)是(shi)材料本身是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)材料的。
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(bu)銹鋼。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(de)腐蝕
不銹(xiu)鋼也有腐(fu)(fu)蝕(shi)，如在(zai)(zai)高溫下(xia)，表(biao)面被氧化(hua)(hua)(hua)形成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)皮，這是(shi)不爭的事實。金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)分兩方面發生(sheng)(sheng)，一(yi)是(shi)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)，二是(shi)電腐(fu)(fu)蝕(shi)。金屬在(zai)(zai)高溫下(xia)產生(sheng)(sheng)的腐(fu)(fu)蝕(shi)叫(jiao)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)，金屬在(zai)(zai)常溫下(xia)產生(sheng)(sheng)的腐(fu)(fu)蝕(shi)叫(jiao)電腐(fu)(fu)蝕(shi)。化(hua)(hua)(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(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)。
1. 化學腐蝕
金屬高溫(wen)腐(fu)蝕這是(shi)常(chang)知。只不(bu)過不(bu)銹鋼與(yu)普(pu)鋼的(de)腐(fu)蝕程(cheng)度(du)(du)不(bu)一樣(yang)。不(bu)銹鋼能承(cheng)受更高的(de)溫(wen)度(du)(du)，如1Cr13(410)的(de)氧(yang)(yang)化溫(wen)度(du)(du)在500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)氧(yang)(yang)化溫(wen)度(du)(du)在600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)氧(yang)(yang)化溫(wen)度(du)(du)在800℃~900℃；普(pu)鋼的(de)氧(yang)(yang)化溫(wen)度(du)(du)卻只有(you)200℃~300℃。不(bu)銹鋼的(de)腐(fu)蝕程(cheng)度(du)(du)隨(sui)溫(wen)度(du)(du)升高而嚴重(zhong)，普(pu)鋼的(de)腐(fu)蝕是(shi)隨(sui)時間而嚴重(zhong)。不(bu)銹鋼表面(mian)生成(cheng)的(de)氧(yang)(yang)化皮反而阻(zu)止再氧(yang)(yang)化，普(pu)鋼生成(cheng)氧(yang)(yang)化皮加重(zhong)氧(yang)(yang)化。當然，人們(men)要(yao)(yao)問，那么(me)在常(chang)溫(wen)呢？普(pu)鋼在無防(fang)護(hu)腐(fu)蝕措施的(de)保護(hu)下(xia)也要(yao)(yao)被空氣中的(de)氧(yang)(yang)腐(fu)蝕掉。不(bu)銹鋼的(de)常(chang)溫(wen)腐(fu)蝕要(yao)(yao)復(fu)雜得多(duo)，不(bu)僅(jin)與(yu)氧(yang)(yang)有(you)關(guan)，也與(yu)組織、內部夾(jia)雜、內部應力以(yi)及熱處理(li)狀態(tai)有(you)關(guan)、還與(yu)環境介質有(you)關(guan)。下(xia)面(mian)要(yao)(yao)談到是(shi)電化學腐(fu)蝕。
2. 電(dian)化學(xue)腐蝕
前面(mian)談到不(bu)(bu)銹鋼(gang)在高(gao)溫(wen)狀(zhuang)(zhuang)態下產(chan)生的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現象(xiang)(xiang)。接下來(lai)說(shuo)一說(shuo)常溫(wen)狀(zhuang)(zhuang)態下的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現象(xiang)(xiang)。要(yao)知(zhi)道(dao)，溫(wen)度對(dui)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐氧(yang)化有(you)(you)很大關(guan)系，因為，不(bu)(bu)同(tong)性(xing)質的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)其表(biao)面(mian)氧(yang)化溫(wen)度是不(bu)(bu)一樣的(de)(de)(de)，所以，正(zheng)確(que)選取不(bu)(bu)銹鋼(gang)應考慮在什么(me)溫(wen)度下使用，再去考慮其它方面(mian)的(de)(de)(de)性(xing)能和要(yao)求(qiu)。說(shuo)到這(zhe)里(li)，應該對(dui)不(bu)(bu)銹鋼(gang)有(you)(you)了(le)一點了(le)解，不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹性(xing)是有(you)(you)條件的(de)(de)(de)。那么(me)，電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕(shi)是如(ru)何發(fa)生的(de)(de)(de)呢？首先，應知(zhi)道(dao)，物質世(shi)界的(de)(de)(de)元(yuan)素和組成的(de)(de)(de)化合(he)物，都具有(you)(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)（電(dian)(dian)極勢），也就(jiu)是說(shuo)，不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)物質之(zhi)間存在著電(dian)(dian)極勢，一旦有(you)(you)溶(rong)液或電(dian)(dian)解質充(chong)實兩(liang)物質之(zhi)間，創立了(le)電(dian)(dian)池(chi)回路(lu)，形成微電(dian)(dian)流。這(zhe)就(jiu)說(shuo)，電(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)是一種普遍(bian)的(de)(de)(de)現象(xiang)(xiang)。
a. 點腐(fu)蝕產生(sheng)有(you)的因素(su)
①. 不(bu)銹鋼表面(mian)(mian)夾雜(za)：表面(mian)(mian)存在(zai)有氧(yang)化(hua)(hua)物、硫化(hua)(hua)物、硅酸鹽等夾雜(za)，如果表面(mian)(mian)再遇到水溶液附帶上面(mian)(mian)，水在(zai)兩物質(zhi)之間電解，有微電流產生(sheng)，水電解為氫(qing)(qing)離子(zi)和氫(qing)(qing)氧(yang)離子(zi)，而氫(qing)(qing)氧(yang)離子(zi)與鉻可發生(sheng)化(hua)(hua)學反(fan)應，變成氫(qing)(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鉻而腐蝕(shi)。
②. 不(bu)銹鋼表(biao)面粗糙面：表(biao)面存(cun)在(zai)麻(ma)坑或麻(ma)面等粗糙的(de)(de)表(biao)面。粗糙的(de)(de)表(biao)面容(rong)易存(cun)積空氣(qi)中的(de)(de)懸浮微(wei)粒（灰塵），而灰塵又吸附空氣(qi)中的(de)(de)水份，于是，水份的(de)(de)存(cun)在(zai)，水份在(zai)兩物質(zhi)之間的(de)(de)電極電位的(de)(de)作用下電解，分解出(chu)氫(qing)離子(zi)和(he)氫(qing)氧離子(zi)，氫(qing)氧離子(zi)與鉻反應而腐敗蝕。
③. 氯(lv)離子(zi)環境：不銹鋼表(biao)面處于有(you)氯(lv)離子(zi)的氣氛中(zhong)時，氯(lv)離子(zi)選(xuan)擇性破(po)壞(huai)表(biao)面鈍化(hua)膜，選(xuan)擇性是因為不銹鋼表(biao)面存在有(you)夾雜、粗糙點、成分偏析和力學性能差異，氯(lv)離子(zi)本就是電解質，氯(lv)離子(zi)與氧可生(sheng)成次氯(lv)酸，氫(qing)(qing)氧離子(zi)與鉻反應(ying)生(sheng)成氫(qing)(qing)氧化(hua)鉻，鈍化(hua)膜一(yi)旦(dan)被破(po)壞(huai)就會(hui)出現腐蝕集中(zhong)，也(ye)稱孔蝕。
b. 組織腐蝕：
組織腐蝕也(ye)稱晶間(jian)(jian)腐蝕。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼或奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)與鐵素(su)體(ti)雙相(xiang)鋼中(zhong)(zhong)，鋼中(zhong)(zhong)的碳(tan)元(yuan)素(su)隨加熱(re)(re)溶(rong)解(jie)于奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)，如在熱(re)(re)軋制(zhi)過程(cheng)中(zhong)(zhong)，鋼被(bei)加熱(re)(re)到1000-1200℃，碳(tan)元(yuan)素(su)開(kai)始(shi)于900℃溶(rong)解(jie)于奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)，1050℃碳(tan)元(yuan)素(su)基本(ben)完(wan)全溶(rong)解(jie)于奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)。但(dan)在冷卻過程(cheng)中(zhong)(zhong)，碳(tan)又(you)從奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)被(bei)析出，并(bing)在晶間(jian)(jian)處(chu)與鉻元(yuan)素(su)化合，成為(wei)Cr23C6的碳(tan)化物。使晶間(jian)(jian)處(chu)的鉻含量減少，造成貧(pin)鉻現象，也(ye)就(jiu)使去防銹的功能。
c. 應力腐蝕：
不(bu)銹鋼熱軋變(bian)形、冷(leng)拔變(bian)形、冷(leng)軋變(bian)形和熱處理過程中，鋼基(ji)內(nei)部殘余應(ying)(ying)力將造成通條(tiao)性能不(bu)均。特別是冷(leng)變(bian)形表面，因晶格奇(qi)變(bian)，容易受外(wai)部環境影響(xiang)（如摩擦(ca)、劃傷、碰撞和浸蝕受到腐蝕集中）和附加應(ying)(ying)力疊合大于(yu)晶間原(yuan)子(zi)力時被(bei)破壞。
二(er)、不銹鋼的耐腐蝕性能
馬氏體(ti)＜鐵(tie)素體(ti)＜鎳(nie)-鉻奧氏體(ti)
這里特別提到奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼分高(gao)鎳、低鎳和無鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼。其不(bu)銹性能(neng)有：
無鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體(ti)＜低鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體(ti)＜高鎳(nie)(nie)奧(ao)氏體(ti)
——馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)是(shi)(shi)因為鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)含(han)量(liang)為13%左(zuo)右，并有(you)碳含(han)量(liang)為0.1%~0.4%的(de)(de)范圍(wei)變(bian)化。就是(shi)(shi)說碳含(han)量(liang)較(jiao)高，而碳元素在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中是(shi)(shi)降低(di)耐銹(xiu)性(xing)能的(de)(de)，所(suo)以防銹(xiu)性(xing)是(shi)(shi)隨碳含(han)量(liang)增加而下降。再來談談，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。人們常稱(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)和鐵素體(ti)為鉻(ge)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，還有(you)稱(cheng)為鉻(ge)鐵鋼(gang)(gang)(gang)。其(qi)實馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)很(hen)大區別的(de)(de)，一是(shi)(shi)形成機理(li)(li)不(bu)(bu)一樣(yang)；由于鋼(gang)(gang)(gang)中碳元素是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)形成元素。馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)在(zai)高溫區為奧氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，冷卻(que)到低(di)溫（常溫）為馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，也就是(shi)(shi)說，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)相變(bian)發生。根(gen)據冷卻(que)的(de)(de)方式和冷卻(que)速度，可得到淬(cui)火工(gong)藝有(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)硬(ying)度和強度性(xing)能，但塑性(xing)很(hen)低(di)，冷變(bian)形較(jiao)差，變(bian)形后(hou)容易自裂(lie)，需及時退火消除應力(li)處(chu)理(li)(li)。所(suo)以說，馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)能冷變(bian)形后(hou)交貨(huo)。
——鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼鉻(ge)含量提(ti)高(gao)到17%以(yi)(yi)(yi)上(shang)或碳含量降到0.08%以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)時，其內部組織為鐵(tie)(tie)素(su)(su)體在(zai)高(gao)溫到低(di)(di)溫不(bu)(bu)發生相變(bian)，隨著鉻(ge)元(yuan)素(su)(su)含量的(de)(de)(de)增(zeng)大，防(fang)銹蝕能(neng)(neng)力(li)也增(zeng)強，但鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼變(bian)形硬(ying)化率很(hen)低(di)(di)，變(bian)形應力(li)也低(di)(di)。不(bu)(bu)能(neng)(neng)用(yong)冷變(bian)形提(ti)高(gao)強度值，反(fan)而(er)降低(di)(di)了塑性(xing)，使(shi)(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼變(bian)脆如受力(li)而(er)自裂。再是(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)銹鋼有低(di)(di)溫脆性(xing)，不(bu)(bu)能(neng)(neng)適用(yong)于(yu)常溫以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)（特別(bie)是(shi)東北地區的(de)(de)(de)冬季）的(de)(de)(de)裝置，還有475℃脆性(xing)的(de)(de)(de)溫度下(xia)(xia)，所以(yi)(yi)(yi)使(shi)(shi)用(yong)范(fan)圍(wei)較窄，造成使(shi)(shi)用(yong)上(shang)的(de)(de)(de)限制。如果(guo)將鐵(tie)(tie)素(su)(su)體碳含量降低(di)(di)到0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)，再將鋼中的(de)(de)(de)氮(dan)元(yuan)素(su)(su)降到0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)，而(er)低(di)(di)溫脆性(xing)可(ke)降到-80℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)(xia)，發揮(hui)出無鎳和(he)防(fang)銹的(de)(de)(de)優越(yue)性(xing)。
