1. 氧化(hua)

  氧(yang)(yang)化(hua)(hua)是(shi)金屬(shu)(shu)在高溫中和(he)氧(yang)(yang)進行反(fan)應(ying)的(de)(de)現象。金屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)時，在其表面形(xing)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鱗屑。這(zhe)種鱗屑是(shi)離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)結(jie)晶，由(you)氧(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)和(he)金屬(shu)(shu)離(li)(li)(li)子(zi)構成。支配氧(yang)(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)速度(du)的(de)(de)有兩個(ge)因素：一是(shi)金屬(shu)(shu)離(li)(li)(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)與金屬(shu)(shu)形(xing)成的(de)(de)界(jie)面向氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)表面的(de)(de)擴(kuo)散速度(du)；二是(shi)氧(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)從氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)表面向內(nei)的(de)(de)擴(kuo)散速度(du)。

  不銹(xiu)鋼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(wei)提(ti)高不銹鋼的耐氧化性，除增(zeng)加(jia)鉻的含量(liang)以外(wai)，增(zeng)加(jia)硅（Si）、鋁(lv)（Al）以及微量(liang)的稀土元素都是十分有效的。

  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。

  鹵族化(hua)合(he)物一(yi)般說，其揮發性大，即(ji)使在(zai)(zai)比較低的(de)溫度(du)下，由于其銹皮的(de)多孔洞而(er)引起劇(ju)烈的(de)腐蝕。為了防止上述情況的(de)發生，采取與提高(gao)其抗氧化(hua)能力同樣(yang)的(de)做法，添加鉻(ge)（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）是有效(xiao)的(de)。不(bu)銹鋼使用在(zai)(zai)高(gao)溫場合(he)，如重油等高(gao)硫（S）燃料氣體，在(zai)(zai)銹皮內(nei)層產生硫化(hua)。所(suo)以必須特(te)別注(zhu)意含(han)鉻(ge)（Cr）量低的(de)合(he)金或(huo)含(han)鎳(nie)合(he)金的(de)硫化(hua)問題。

2. 滲碳和氮化

  不銹鋼(gang)在高溫狀態下(xia)，和碳(tan)氫化合物(wu)(wu)、一氧(yang)化碳(tan)、有(you)(you)機物(wu)(wu)等接觸(chu)時就(jiu)會(hui)引起(qi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)，這是因(yin)為在高溫狀態下(xia)，碳(tan)和氧(yang)的(de)(de)(de)親和力大，但在氧(yang)的(de)(de)(de)電位高的(de)(de)(de)場合，不易(yi)引起(qi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)。在碳(tan)化鉻容易(yi)析出的(de)(de)(de)溫度區(qu)域(yu)中(zhong)，表(biao)面就(jiu)會(hui)因(yin)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)而硬化。滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)是因(yin)碳(tan)和鉻生(sheng)成碳(tan)的(de)(de)(de)化合物(wu)(wu)而被固定下(xia)來(lai)，使其抗氧(yang)化性變壞。在氧(yang)電位低的(de)(de)(de)還原性氛圍中(zhong)，滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)極容易(yi)發生(sheng)。控制滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)的(de)(de)(de)有(you)(you)效元素為鉻（Cr）、硅（Si）、鋁（Al）、鈮（Nb）和鎳（Ni）。

  氮化(hua)(hua)是(shi)在含(han)氮的(de)高(gao)溫(wen)氣氛(fen)中(zhong)（氨分解氣體(ti)等(deng)）引(yin)(yin)起的(de)。不銹鋼(gang)會因(yin)內部生成氮化(hua)(hua)物(wu)而硬化(hua)(hua)，使抗氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)變壞。在氧(yang)電位低(di)的(de)還原性(xing)氛(fen)圍中(zhong)，容易(yi)引(yin)(yin)起氮化(hua)(hua)。控(kong)制(zhi)氮化(hua)(hua)的(de)有效辦法是(shi)增(zeng)加(jia)鎳(nie)的(de)含(han)量。