不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)是針(zhen)對鋼(gang)(gang)鐵(tie)易銹(xiu)(xiu)蝕而提(ti)出的(de)(de)。是在普鋼(gang)(gang)應用(yong)的(de)(de)基礎上，鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕為(wei)普遍現象，造成(cheng)鋼(gang)(gang)鐵(tie)設(she)施(shi)不(bu)(bu)斷(duan)地(di)減(jian)重和使(shi)去力學(xue)性能(neng)而報(bao)廢。防(fang)止鋼(gang)(gang)材銹(xiu)(xiu)蝕提(ti)出不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)方法的(de)(de)概念，從(cong)鐵(tie)的(de)(de)應用(yong)開始(shi)，防(fang)止銹(xiu)(xiu)蝕的(de)(de)技術(shu)伴(ban)隨同生，不(bu)(bu)斷(duan)創(chuang)新，保存(cun)有幾千年的(de)(de)防(fang)銹(xiu)(xiu)實物(wu)呈現到(dao)今(jin)天，卻(que)防(fang)銹(xiu)(xiu)技術(shu)卻(que)失(shi)傳，為(wei)此感嘆但還得(de)繼(ji)續(xu)。普鋼(gang)(gang)生銹(xiu)(xiu)的(de)(de)現象分(fen)析；普鋼(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)是鐵(tie)（Fe）和碳(C)的(de)(de)最(zui)簡單(dan)最(zui)經濟(ji)的(de)(de)組合(he)，由于鐵(tie)-碳金屬(shu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵(tie)元素與(yu)空氣中(zhong)(zhong)活潑的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)氣接觸，發生化(hua)(hua)學(xue)反(fan)應生成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)（FeO）這一層氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)叫亞(ya)鐵(tie)，不(bu)(bu)穩定狀態，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)鐵(tie)繼(ji)續(xu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)生成(cheng)（Fe3O4），再(zai)氧化生產(chan)穩(wen)定（Fe2O3）。在普(pu)鋼表面是(shi)(shi)(shi)由以上三種結構(gou)的(de)(de)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)組成，年統計鋼鐵的(de)(de)銹(xiu)蝕損(sun)耗達到10%，而且(qie)氧(yang)化(hua)鐵物(wu)(wu)質是(shi)(shi)(shi)分散得不(bu)到回收條件(jian)，造成很大的(de)(de)經(jing)濟損(sun)失和資源(yuan)浪(lang)費，不(bu)利益(yi)經(jing)濟的(de)(de)持續發展，研究不(bu)銹(xiu)的(de)(de)方(fang)法層出不(bu)窮，有(you)涂防(fang)銹(xiu)漆的(de)(de)、有(you)電鍍合金(jin)的(de)(de)、有(you)涂塑的(de)(de)、再是(shi)(shi)(shi)材料本身是(shi)(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)材料的(de)(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。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(gang)的腐(fu)蝕
不銹鋼也有腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，如在(zai)高溫(wen)下，表面(mian)被氧(yang)(yang)化形成氧(yang)(yang)化皮，這是不爭(zheng)的事實。金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)分兩方面(mian)發(fa)生，一是化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，二是電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。金屬在(zai)高溫(wen)下產生的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，金屬在(zai)常溫(wen)下產生的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，電腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)叫局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。
1. 化(hua)學腐(fu)蝕
金(jin)屬高(gao)溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)這是(shi)常(chang)知。只不(bu)(bu)(bu)過(guo)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與普(pu)(pu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)不(bu)(bu)(bu)一樣。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)能承受更高(gao)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)，如1Cr13(410)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)在500℃~600℃；1Cr17（430）的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)在600℃~700℃；而0Cr18Ni8(304) 的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)在800℃~900℃；普(pu)(pu)鋼(gang)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)卻只有(you)200℃~300℃。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度(du)隨溫(wen)度(du)升高(gao)而嚴重，普(pu)(pu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)隨時間而嚴重。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面生(sheng)成的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)皮反而阻(zu)止再氧(yang)化(hua)(hua)，普(pu)(pu)鋼(gang)生(sheng)成氧(yang)化(hua)(hua)皮加重氧(yang)化(hua)(hua)。當然，人們(men)要問，那么在常(chang)溫(wen)呢(ni)？普(pu)(pu)鋼(gang)在無防護(hu)(hu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)措施的(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)下也要被空(kong)氣中的(de)(de)(de)氧(yang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)掉。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)常(chang)溫(wen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)要復(fu)雜得多，不(bu)(bu)(bu)僅與氧(yang)有(you)關(guan)，也與組織、內部(bu)(bu)夾(jia)雜、內部(bu)(bu)應(ying)力以及熱(re)處理狀態有(you)關(guan)、還與環境介質有(you)關(guan)。下面要談(tan)到是(shi)電化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
2. 電化學腐蝕(shi)
前面(mian)(mian)談(tan)到不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在高溫(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)(xia)產生的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕現象。接(jie)下(xia)(xia)來說(shuo)(shuo)一(yi)說(shuo)(shuo)常溫(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕現象。要知(zhi)道，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)對(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐氧化(hua)(hua)有很(hen)大關系，因為(wei)，不(bu)同性質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)其表(biao)面(mian)(mian)氧化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)是(shi)(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)，所以，正確選取不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)考(kao)慮(lv)在什么溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下(xia)(xia)使用，再(zai)去(qu)考(kao)慮(lv)其它(ta)方面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)性能和(he)要求。說(shuo)(shuo)到這(zhe)里，應(ying)該對(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有了一(yi)點(dian)了解，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)性是(shi)(shi)有條件的(de)(de)(de)(de)。那么，電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)蝕是(shi)(shi)如何發生的(de)(de)(de)(de)呢？首先，應(ying)知(zhi)道，物(wu)質(zhi)(zhi)世界的(de)(de)(de)(de)元素和(he)組成的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)，都具有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位（電(dian)(dian)極(ji)勢），也就是(shi)(shi)說(shuo)(shuo)，不(bu)同的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)之間(jian)存在著電(dian)(dian)極(ji)勢，一(yi)旦有溶(rong)液或電(dian)(dian)解質(zhi)(zhi)充實兩物(wu)質(zhi)(zhi)之間(jian)，創立了電(dian)(dian)池回路，形成微電(dian)(dian)流。這(zhe)就說(shuo)(shuo)，電(dian)(dian)腐(fu)蝕是(shi)(shi)一(yi)種普遍(bian)的(de)(de)(de)(de)現象。
a. 點腐蝕(shi)產生有的因素
①. 不銹鋼表面(mian)(mian)夾雜(za)：表面(mian)(mian)存在有氧(yang)化物、硫化物、硅酸鹽等夾雜(za)，如(ru)果表面(mian)(mian)再(zai)遇到水(shui)溶液附帶上面(mian)(mian)，水(shui)在兩(liang)物質之間電解(jie)，有微電流產生(sheng)，水(shui)電解(jie)為氫(qing)離(li)子和(he)氫(qing)氧(yang)離(li)子，而(er)氫(qing)氧(yang)離(li)子與鉻(ge)可(ke)發生(sheng)化學反應，變成氫(qing)氧(yang)化鉻(ge)而(er)腐蝕。
②. 不(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)粗糙(cao)面(mian)：表(biao)面(mian)存(cun)(cun)在麻坑或麻面(mian)等粗糙(cao)的(de)表(biao)面(mian)。粗糙(cao)的(de)表(biao)面(mian)容易存(cun)(cun)積空(kong)氣(qi)中的(de)懸浮微粒（灰(hui)塵），而(er)灰(hui)塵又(you)吸附空(kong)氣(qi)中的(de)水份(fen)(fen)，于是，水份(fen)(fen)的(de)存(cun)(cun)在，水份(fen)(fen)在兩物質之(zhi)間的(de)電(dian)極(ji)電(dian)位的(de)作用下電(dian)解，分解出氫(qing)離(li)子和氫(qing)氧離(li)子，氫(qing)氧離(li)子與鉻反應而(er)腐敗蝕。
③. 氯(lv)離(li)子(zi)環境：不銹鋼表面處于有氯(lv)離(li)子(zi)的氣(qi)氛中時，氯(lv)離(li)子(zi)選(xuan)(xuan)擇性(xing)破壞(huai)表面鈍化(hua)(hua)膜(mo)，選(xuan)(xuan)擇性(xing)是因為(wei)不銹鋼表面存在有夾雜、粗糙點、成(cheng)分偏(pian)析和(he)力學(xue)性(xing)能差異，氯(lv)離(li)子(zi)本就是電解(jie)質，氯(lv)離(li)子(zi)與氧可生成(cheng)次氯(lv)酸(suan)，氫(qing)氧離(li)子(zi)與鉻(ge)反應(ying)生成(cheng)氫(qing)氧化(hua)(hua)鉻(ge)，鈍化(hua)(hua)膜(mo)一旦被破壞(huai)就會出現(xian)腐蝕(shi)集中，也稱孔蝕(shi)。
b. 組織腐蝕：
組織腐蝕也稱晶間腐蝕。奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)或奧氏(shi)體(ti)與鐵(tie)素(su)(su)體(ti)雙相鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的碳(tan)(tan)元素(su)(su)隨加熱(re)溶(rong)解(jie)于(yu)奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，如在熱(re)軋(ya)制過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，鋼(gang)(gang)被加熱(re)到1000-1200℃，碳(tan)(tan)元素(su)(su)開始于(yu)900℃溶(rong)解(jie)于(yu)奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，1050℃碳(tan)(tan)元素(su)(su)基本(ben)完全溶(rong)解(jie)于(yu)奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。但在冷卻過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，碳(tan)(tan)又從奧氏(shi)體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)被析出，并在晶間處與鉻元素(su)(su)化(hua)合，成(cheng)為Cr23C6的碳(tan)(tan)化(hua)物。使(shi)晶間處的鉻含(han)量減少，造(zao)成(cheng)貧鉻現象，也就使(shi)去防銹的功能。
c. 應(ying)力腐蝕：
不銹鋼(gang)熱(re)軋變形(xing)、冷拔變形(xing)、冷軋變形(xing)和熱(re)處理過(guo)程(cheng)中(zhong)，鋼(gang)基內部殘余應力(li)將造成通條性(xing)能不均。特(te)別(bie)是冷變形(xing)表面，因(yin)晶格奇變，容(rong)易受(shou)外部環(huan)境影響（如摩擦、劃傷、碰撞和浸蝕(shi)(shi)受(shou)到(dao)腐蝕(shi)(shi)集中(zhong)）和附加應力(li)疊合大于晶間原子力(li)時被(bei)破(po)壞(huai)。
二(er)、不銹鋼的耐腐蝕性能
馬氏(shi)體＜鐵(tie)素體＜鎳-鉻奧(ao)氏(shi)體
這里特(te)別提到奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)分高鎳(nie)(nie)、低(di)鎳(nie)(nie)和無鎳(nie)(nie)奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。其不銹(xiu)性能有：
無鎳奧氏(shi)(shi)體＜低鎳奧氏(shi)(shi)體＜高鎳奧氏(shi)(shi)體
——馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)是(shi)(shi)(shi)因(yin)為鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)鉻含量為13%左右，并有(you)碳(tan)含量為0.1%~0.4%的(de)(de)范圍變(bian)化。就是(shi)(shi)(shi)說(shuo)碳(tan)含量較(jiao)(jiao)高，而碳(tan)元(yuan)素(su)在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)是(shi)(shi)(shi)降低(di)耐銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)性能(neng)的(de)(de)，所以(yi)防銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)性是(shi)(shi)(shi)隨碳(tan)含量增加而下(xia)降。再來(lai)談談，馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。人們(men)常稱馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)和鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)為鉻不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，還有(you)稱為鉻鐵(tie)鋼(gang)(gang)(gang)。其實馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)很(hen)大區(qu)(qu)別(bie)的(de)(de)，一是(shi)(shi)(shi)形(xing)成機(ji)理(li)不(bu)(bu)(bu)一樣；由于鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)碳(tan)元(yuan)素(su)是(shi)(shi)(shi)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)。馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)在高溫(wen)(wen)區(qu)(qu)為奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，冷(leng)卻到低(di)溫(wen)(wen)（常溫(wen)(wen)）為馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，也(ye)就是(shi)(shi)(shi)說(shuo)，馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)相變(bian)發生。根據冷(leng)卻的(de)(de)方式和冷(leng)卻速度，可得到淬火(huo)工藝有(you)不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)硬度和強度性能(neng)，但塑性很(hen)低(di)，冷(leng)變(bian)形(xing)較(jiao)(jiao)差，變(bian)形(xing)后(hou)容易(yi)自(zi)裂(lie)，需及時退(tui)火(huo)消除(chu)應力處理(li)。所以(yi)說(shuo)，馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)能(neng)冷(leng)變(bian)形(xing)后(hou)交貨。
——鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)鉻(ge)含量(liang)提高到(dao)17%以(yi)(yi)(yi)上或(huo)碳含量(liang)降(jiang)到(dao)0.08%以(yi)(yi)(yi)下(xia)時，其內部組織(zhi)為鐵(tie)素體(ti)(ti)在高溫(wen)(wen)(wen)到(dao)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)不(bu)發(fa)生相變(bian)，隨(sui)著(zhu)鉻(ge)元素含量(liang)的(de)增大，防銹蝕(shi)能(neng)力也增強(qiang)，但鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)變(bian)形硬(ying)化率很低(di)(di)，變(bian)形應力也低(di)(di)。不(bu)能(neng)用冷變(bian)形提高強(qiang)度(du)值(zhi)，反而降(jiang)低(di)(di)了塑性，使鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)變(bian)脆(cui)(cui)(cui)如(ru)(ru)受(shou)力而自裂(lie)。再是鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)有(you)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)(cui)性，不(bu)能(neng)適用于(yu)常溫(wen)(wen)(wen)以(yi)(yi)(yi)下(xia)（特別是東(dong)北地區的(de)冬季）的(de)裝置，還有(you)475℃脆(cui)(cui)(cui)性的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia)，所以(yi)(yi)(yi)使用范圍較(jiao)窄，造成使用上的(de)限(xian)制。如(ru)(ru)果將(jiang)(jiang)鐵(tie)素體(ti)(ti)碳含量(liang)降(jiang)低(di)(di)到(dao)0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)，再將(jiang)(jiang)鋼(gang)(gang)中的(de)氮元素降(jiang)到(dao)0.001%以(yi)(yi)(yi)下(xia)，而低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)(cui)性可降(jiang)到(dao)-80℃以(yi)(yi)(yi)下(xia)，發(fa)揮出無鎳和防銹的(de)優越性。
