不銹鋼是指在空氣或接近中性介質(zhì)中不生銹的鋼；耐腐蝕鋼是指在某些化學(xué)腐蝕介質(zhì)中，如酸、堿、鹽及其溶液、海水和一些腐蝕性氣體中，不會(huì)產(chǎn)生或幾乎不會(huì)產(chǎn)生腐蝕的鋼；耐熱鋼是指在高溫環(huán)境中能抵抗氧化和蠕變的鋼。當(dāng)然，一般的耐腐蝕鋼和耐熱鋼都具有不銹鋼的特性。傳統(tǒng)上，不銹鋼和耐腐蝕鋼通常被稱(chēng)為不銹鋼。

1、 不銹鋼的定義和范圍

根據(jù)中國(guó)鋼的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，鋼被定義為“以鐵（Fe）為主要元素，碳（C）含量通常低于2%，以及其他元素的材料”。根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼、耐腐蝕鋼、抗氧化鋼和耐熱鋼根據(jù)其主要性能和使用特性被分為一類(lèi)，統(tǒng)稱(chēng)為“不銹鋼、抗腐蝕鋼和耐熱鋼材”。然而，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，它們是不同的。

在本書(shū)中，為了解釋問(wèn)題和考慮習(xí)慣，不銹鋼被定義為含有適當(dāng)碳、超過(guò)12%鉻（Cr）或其他合金元素的含鐵合金，這些合金元素可以在含有腐蝕性介質(zhì)的液體或氣體中抗腐蝕。

2、 不銹鋼的耐腐蝕機(jī)理

不銹鋼的防銹性和耐腐蝕性是指其對(duì)周?chē)h(huán)境的腐蝕性，或其對(duì)腐蝕的遲鈍程度，稱(chēng)為鈍化。有許多理論可以解釋不銹鋼的鈍化現(xiàn)象。例如，從化學(xué)理論來(lái)看，認(rèn)為不銹鋼是耐腐蝕的，因?yàn)楫?dāng)它與介質(zhì)作用時(shí)，表面上會(huì)有一層主要由Cr2O3組成的膜，即鈍化膜。這部電影的特點(diǎn)是很薄。當(dāng)鉻含量大于10.5%時(shí)，通常只有幾微米；該膜的比重大于金屬基底的比重，表明該膜非常致密。因此，該膜很難被腐蝕介質(zhì)破壞，從而有效地保護(hù)金屬基底免受腐蝕。另一個(gè)例子是電子理論，認(rèn)為金屬的被動(dòng)性與未填充的電子層有關(guān)。在鐵鉻合金的不銹鋼中，由于鉻試圖吸收電子，鐵（Fe）原子由于電子的損失而鈍化。其他人認(rèn)為，當(dāng)鐵鉻合金固溶體中的鉻含量達(dá)到1/8（即12.5%）時(shí)，其電極電勢(shì)可以從-0.56V跳到+0.2V。該電極電勢(shì)的增加使金屬在電解質(zhì)中更穩(wěn)定，即不易被腐蝕。

上述理論基于鉻的作用。事實(shí)上，由于材料所處環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，有必要在某些條件下添加其他合金元素，以提高和鞏固材料的耐腐蝕性。例如，鉬（Mo）的加入會(huì)使腐蝕產(chǎn)物MoO2接近基體，并促進(jìn)基體的鈍化；銅（Cu）的加入使不銹鋼表面的鈍化膜含有CuO，CuO不與腐蝕介質(zhì)反應(yīng)，從而提高了材料的耐腐蝕性；由于鈍化膜中Cr2N的富集，氮（N）的添加將增加鈍化膜中的鉻濃度并提高材料的耐腐蝕性。

需要指出的是，不銹鋼的耐腐蝕性是有條件的。不銹鋼的腐蝕效果因介質(zhì)類(lèi)型、濃度、溫度、壓力、流速等因素的不同而不同。因此，不銹鋼是相對(duì)不銹的，不是絕對(duì)的、萬(wàn)能的。這必須引起我們的注意。

3、 不銹鋼的發(fā)展

如今，不銹鋼作為一種重要的材料已受到重視。然而，直到現(xiàn)在，不銹鋼的歷史還不到一百年。1931年，英國(guó)Brearley早就報(bào)道過(guò)，碳含量為0.4%的鋼在含有9%~16%的鉻時(shí)具有良好的耐腐蝕性。這可能是最早的不銹鋼。隨后，德國(guó)Strauss和Maurer等人通過(guò)研究指出，含有足夠鉻和鎳（Ni）的鋼具有抗氧化和耐酸的作用。1917年至1918年，法國(guó)根據(jù)雪弗納德的研究成果，生產(chǎn)了含有10%~15%鉻和20%~40%鎳的特殊鋼。

美國(guó)也對(duì)含鉻鋼的耐腐蝕性進(jìn)行了研究并推廣使用含鉻不銹鋼。這些都是我們目前所熟知的鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的前期成就。

在不銹鋼的使用中，人們逐漸感覺(jué)到了不足。奧氏體不銹鋼耐腐蝕性好，但強(qiáng)度較低，不能通過(guò)熱處理調(diào)整強(qiáng)度，所以，不適合有較高強(qiáng)度要求的零件的使用。而馬氏體不銹鋼雖可通過(guò)熱處理方法調(diào)整性能，保證具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，但其耐腐蝕性稍差，因而在應(yīng)用上受到限制。因此，逐漸開(kāi)發(fā)了既具有較好耐腐蝕性，又可通過(guò)熱處理方法調(diào)整機(jī)械性能的沉淀硬化不銹鋼。

隨著不銹鋼應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，以及在某些介質(zhì)中的構(gòu)件由于不均勻的局部腐蝕而發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂事故的增多，引起了科學(xué)家的注意，并研制開(kāi)發(fā)了新型不銹鋼鋼種，即具有鐵素體和奧氏體兩種相組成的雙相不銹鋼。

經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，已使不銹鋼具有鐵素體系、馬氏體系、奧氏體系、沉淀硬化系和鐵素體－奧氏體系(雙相不銹鋼系)等五大系列、眾多品種的鋼鐵材料，并在鋼鐵世界里占有重要的地位。