不鏽鋼是石油、化工、化肥、食品、國防、餐具、合成纖維和石油提煉等工業行業中廣泛使用的金屬材，而許多容器、管道、閥門、泵、等一般都因與各種腐蝕性介質接觸遭受腐蝕而報廢。據統計，全世界每年因腐蝕而報廢的鋼材約佔鋼材年產量的1／4。而不鏽鋼的產量占鋼鐵總產量的1％。因此，材料受到腐蝕而失效是當今材料研究與發展中的三大主要問題之一。 不鏽鋼是指具有抗腐蝕性能的一類鋼種。 通常所說的不鏽鋼是不鏽鋼與耐酸鋼的總稱。 不鏽鋼不一定耐酸，但耐酸鋼同時又是不鏽鋼。 所謂不鏽鋼是指能抵抗大氣及弱腐蝕介質腐蝕的鋼種。腐蝕速度＜0．01 mm／年者為完全耐腐蝕鋼，速度＜0.1 mm／年者為耐蝕鋼。所謂的耐酸鋼是指在各種強腐蝕介質中能耐酸的鋼．腐蝕速度＜0.1mm／年者為完全耐蝕，腐蝕速度＜1mm／年者為耐蝕。因此．不鏽鋼並不是不腐蝕、只不過腐蝕速度較慢而已、絕對不被腐蝕的鋼是不存在的。 值得注意的是在同一介質中．不同種類的不鏽鋼腐蝕速度大不相同而同一種不鏽鋼在不同的介質中腐蝕行為也大不一樣。例如．Ni-Cr不鏽鋼在氧化性介質中的耐蝕性很好．但在非氧化介質中(如鹽酸）的耐蝕性就不好了。因此掌握各類不鏽鋼的特點、對於正確選擇和使用不鏽鋼是很重要的。 不鏽鋼不僅要耐蝕，還要承受或傳遞載荷，因此還需要具有較好的力學性能。不鏽鋼一般以板、管等型材加工成構件或零件，因此．要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。 不鏽鋼按典型組織分為：鐵素體（F）型不鏽鋼；馬氏體〔M)型不鏽鋼；奧氏體（A）型不鏽鋼；奧氏體-鐵素體（A-F）雙相型不鏽鋼；沉澱硬化型不鏽鋼。 一、金屬腐蝕 （一）金屬的腐蝕過程 在外界介質的作用下使金屬逐漸受到破壞的現象稱為腐蝕。腐蝕基本上有兩種形式．化學腐蝕和電化學腐蝕。在生產實際中遇到的腐蝕主要是電化學腐蝕，化學腐蝕中不產生電流，巨在腐蝕過程中形成某種腐蝕產物。這種腐蝕產物一般都覆蓋在金屬表面上形成一層膜，使金屬與介質隔離開來。 如果這層化學生成物是穩定、緻密、完整並同金屬表層牢固結合的，則將大大減輕甚至可以防止腐蝕的進一步發展，對金屬起保護作用。形成保護膜的過程稱為鈍化。例如，生成SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜，這些氧化膜結構緻密、完整、無疏鬆、無裂紋且不易剝落，可起到保護基體金屬、避免繼續氧化的作用。例如鐵在高溫氧化時生成的Fe2O3。反之，有些氧化膜是不連續的，或者是多孔狀的．對基體金屬沒有保護作用。例如．有些金屬的氧化物，如Mo2O3、WO3在高溫下具有揮發性，完全沒有覆蓋基體的保護作用。 可見，氧化膜的產生及氧化膜的結構和性質是化學腐蝕的重要特徵。因此，提高金屬耐化學腐蝕的能力 ，主要是通過合金化或其它方法，在金屬表面形成一層穩定的、完整緻密的並與基體結合牢固的氧化膜，也稱為鈍化膜，電化學腐蝕是金屬腐蝕更重要的、更普遍的形式，它是由不同的金屬或金屬的不同電極電位而構成原電池所產生的。這種原電池腐蝕是在顯微組織之間產生的故又稱之為微電池腐蝕。電化學腐蝕的特點是有電介質存在，不同金屬之間、金屬微區之間或相之間有電位差異連通或接觸，同時有腐蝕電流產生。 二、腐蝕類型 金屬材料在工業生產中的腐蝕失效形式是多種多樣的。不同材料在不同負荷及不同介質環境的作用下，其腐蝕形式主要有以下幾類： 一般腐蝕：金屬裸露表面發生大面積的較為均勻的腐蝕，雖降低構件受力有效面積及其使用壽命，但比局部腐蝕的危害性小。 晶間腐蝕：指沿品界進行的腐蝕，使晶粒的連接遭到破壞。這種腐蝕的危害性最大，它可以使金屬變脆或喪失強度，敲擊時失去金屬聲響，易造成突然事故。晶間腐蝕為奧氏體不鏽鋼的主要腐蝕形式，這是由於晶界區域與晶內成分或應力有差別，引起晶界區域電極電位顯著降低而造成的電極電位助差別所致。 應力腐蝕：金屬在腐蝕介質及拉應力（外加應力或內應力）的共同作用下產生破裂現象。斷裂方式主要是沿晶的、也有 穿晶的，這是一種危險的低應力脆性斷裂、在氯化介質和鹼性氧化物或其它水溶性介質中常發生應力腐蝕，在許多設備的事故中占相當大的比例。 點腐蝕：點腐蝕是發生在金屬表面局部區域的一種腐蝕破壞形式、點腐蝕形成后能迅速地向深處發展，最後穿透金屬。點腐蝕危害性很大，尤其是對各種容器是極為不利的。出現點腐蝕后應及時磨光或塗漆，以避免腐蝕加深。 點腐蝕產生的原因是在介質的作用下，金屬表面鈍化膜受到局部損壞而造成的。或者在含有氯離子的介質中，材料表面缺陷疏鬆及非金屬夾雜物等都可引起點腐蝕。 腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質及交變應力作用下發生的破壞、其特點是產生腐蝕坑和大量裂紋。顯著降低鋼的疲勞強度，導致過早斷裂。腐蝕疲勞不同於機械疲勞，它沒有一定的疲勞極限，隨著循環次數的增加，疲勞強度一直是下降的。 除了上述各種腐蝕形式以外，還有由於宏觀電池作用而產生的腐蝕。例如，金屬構件中鉚釘與鉚接材料不同、異種金屬的焊接、船體與螺旋槳材料不同等因電極電位差別而造成的腐蝕。 從上述腐蝕機理可見，防止腐蝕的著眼點應放在：儘可能減少原電池數量，使鋼的表面形成一層穩定的、完整的、與鋼的基體結合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下，儘可能減少兩極間的電極電位差。 不鏽鋼的合金化原理 提高鋼耐蝕性的方法很多，如表面塗一層耐蝕金屬、塗敷非金屬層、電化學保護和改變腐蝕環境介質等。但是利用合金化方法，提高材料本身的耐蝕性是最有效的防止腐蝕破壞的措施之一，其方法如下：
（1）加入合金元素，提高鋼基體的電極電位，從而提高鋼的抗電化學腐蝕能力。一般鋼中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其電極電位。由於Ni較缺，Si的大量加入會使鋼變脆，因此，只有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。 Cr 能提高鋼的電極電位，但不是呈線性關係、如圖5.1所示。實驗證明鋼的電極電位隨合金元素的增加，存在著一個量變到質變的關係，遵循1/8規律。當Cr含量達到一定值時即1／8原子（l／8、2／8、3/8……）時 ，電極電位將有一個突變。因此，幾乎所有的不鏽鋼中，Cr含量均在12.%（原子）以上，即11.7%（質量）以上。
（2）加入合金元素使鋼的表面形成一層穩定的、完整的與鋼的基體結合牢固的純化膜。從而提高鋼的耐化學腐蝕能力。如在鋼中加入 Cr,Si.Al等合金元素 ，使鋼的表層形成緻密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜，就可提高鋼的耐蝕性。
（3）加入合金元素使鋼在常溫時能以單相狀態存在，減少微電池數目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數量的Cr或Cr－Ni,使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。
（4）加入Mo、Cu等元素，提高抗腐蝕的能力。
（5）加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶間偏析，從而減輕了晶間腐蝕傾向。
（6）加入Mn、N等元素，代替部分Ni獲得單相奧氏體組織，同時能大大提高鉻不鏽鋼在有機酸中的耐蝕性。 不鏽鋼的種類和特點 不鏽鋼有兩種分類法：一種是按合金元素的特點，劃分為鉻不鏽鋼和鉻鎳不鏽鋼。
