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(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是機械零件受周(zhou)圍(wei)介質的(de)化學和(he)(he)電化學作用而失(shi)效(xiao)(xiao)的(de)主要原因。一般的(de)碳(tan)鋼(gang)和(he)(he)合金鋼(gang)在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質的(de)作用下,金屬表面會(hui)形成氧化膜,就是人們常說的(de)生銹。氧化膜不能阻止金屬和(he)(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質的(de)接觸,氧化繼續進行,銹蝕(shi)(shi)不斷擴大,致(zhi)使機械零件繼續生銹、腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),直至完全失(shi)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(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)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性,主要取決(jue)于不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中鉻元素(su)的(de)含(han)量(liang)和組(zu)織(zhi)結構,但(dan)也與腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)的(de)種類、溫度(du)(du)、濃度(du)(du)、壓(ya)力(li)、流動速度(du)(du)以及(ji)鋼(gang)中其他(ta)合金元素(su)的(de)含(han)量(liang)等(deng)因素(su)有關。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)遇到(dao)特(te)殊環境(jing),也會出現局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),如點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和電(dian)偶(ou)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等(deng)。為了(le)使(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)克服這些腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),提高其耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性,同時也為了(le)使(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好的(de)力(li)學性能(neng)、工藝性能(neng)和其他(ta)性能(neng),根據不(bu)(bu)同的(de)要求,在鋼(gang)中除了(le)添(tian)加較高含(han)量(liang)的(de)鉻元素(su)以外,還應(ying)分別加人(ren)鎳、鉬(mu)、錳、氮、鈦、鈮等(deng)合金元素(su)。這樣,不(bu)(bu)僅(jin)可(ke)以改變鈍化膜的(de)化學組(zu)成,提高它在苛刻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)中的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性,而(er)且也可(ke)以使(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有足夠的(de)強度(du)(du)、韌性、塑性和耐(nai)磨性,以及(ji)良好的(de)工藝性能(neng),如可(ke)鍛性、焊接性、切削加工性和壓(ya)力(li)加工成形性等(deng)。
了解(jie)金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)特點及提高(gao)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性是(shi)(shi)很重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)為金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)有害的(de)(de)(de)(de)(de),它會給國民經(jing)濟(ji)造成巨大的(de)(de)(de)(de)(de)損失。鋼生銹(xiu)及高(gao)溫下的(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua),石油管道、化(hua)工設備、機械(xie)設備和船舶(bo)殼(ke)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)損壞(huai)都是(shi)(shi)與腐蝕(shi)(shi)(shi)有關的(de)(de)(de)(de)(de)。據不完全統(tong)計,全世(shi)界因(yin)腐蝕(shi)(shi)(shi)而損壞(huai)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)制品約占當年鋼產量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)10％。因(yin)此(ci)采取措施，更廣泛地應用不銹(xiu)鋼代替普通鋼，并提高(gao)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性對國民經(jing)濟(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展有著十分(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)意義。
耐熱(re)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。
