中華民族是世界上最早冶鐵煉鋼的國家,，我們的祖先遠(yuǎn)在三千年前就掌握了一些冶鐵,、煉鋼、鑄鍛和熱處理的技藝,，比歐洲各國要早1700多年,，對(duì)世界文明與人類進(jìn)步做出重要的貢獻(xiàn)。
　　鋼鐵對(duì)于現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),、交通運(yùn)輸,、國防乃至人民生活來說，已成為最基本,、最重要的材料,。當(dāng)前，盡管各種新型的無機(jī)材料和有機(jī)合成材料已得到很大發(fā)展,。但從生產(chǎn)成本,、適用性等方面來看,，它們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能取代鋼鐵。因此鋼鐵的生產(chǎn)能力仍不失為衡量一個(gè)國家國力的重要標(biāo)志之一,。鋼鐵材料之所以得到如此廣泛的應(yīng)用是因?yàn)殍F礦礦藏集中,，貯藏量大，開采,、冶煉比較經(jīng)濟(jì),，鋼鐵半成品冷、熱變形能力強(qiáng),。制成品具有優(yōu)良的力學(xué)性能（強(qiáng)度,，塑性及抗沖擊能力）和加工性能（切削，焊接,、冷變形等）,。但是與硅酸材料、高分子合成材料及某些有色金屬相比,，它的最大的缺點(diǎn)是：在大氣或酸,、堿、鹽等各種介質(zhì)條件下,，易于因腐蝕而失重?fù)p耗,，乃至完全破壞。

1,、鋼鐵的腐蝕及其防止方法

1-1．腐蝕的產(chǎn)生及其分類

    金屬腐蝕是金屬表面和介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)造成的,，故有化學(xué)腐燭及電化學(xué)腐蝕之分?；瘜W(xué)腐燭是因金屬表面與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引起的，它的特點(diǎn)是在腐蝕過程中沒有電流產(chǎn)生,?；瘜W(xué)腐燭又可分為氣體腐燭和非電解質(zhì)溶液腐蝕兩種。

    氣體腐蝕又稱干蝕,。是指金屬在干燥氣體中（表面上沒有濕氣冷凝）發(fā)生的腐蝕,，如金屬在高溫加熱時(shí)（軋鋼，熱處理）表面形成氧化皮,，內(nèi)燃機(jī)活塞燒壞等,。

    非電解質(zhì)溶液腐蝕是指金屬與電解質(zhì)溶液作用所發(fā)生的腐蝕。它的特點(diǎn)是在腐蝕過程中有電流產(chǎn)生,，這是金屬表面發(fā)生腐蝕電池作用的結(jié)果,。通常在電化學(xué)腐蝕中規(guī)定電極電位較低的金屬為陽極，電極電位較高的金屬為陰極,。當(dāng)兩種電極電位不同的金屬相接觸或同種金屬的不同部位具有不同電極電位時(shí),，它們浸入電解質(zhì)溶液（潮濕氣體,、海水，酸,、堿,、鹽的水溶液或土壤等）后會(huì)形成腐蝕電池，結(jié)果作為陽極的（電極電位低的）金屬由于不斷失去電子并將自己的離子投入溶液而被腐蝕,，而作為陰極的（電極電位高的）金屬由于僅起著傳遞電子的作用,，本身沒有發(fā)生腐蝕及其它變化。

1-2．腐蝕的防止方法

    人們?cè)谑褂娩撹F材料的過程中,，逐步認(rèn)識(shí)了導(dǎo)致鋼鐵腐蝕的各種內(nèi)部與外部原因,，已經(jīng)選擇了一些有條件的、暫時(shí)和相對(duì)的方法,，來控制鋼鐵腐蝕發(fā)生和發(fā)展的速度與程度,。

目前可供工業(yè)性應(yīng)用的防腐方法大致可分為下列四大類：

①加入合金元素，改變鋼的組織結(jié)構(gòu),，從而提高鋼的抗腐蝕性能,。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了各種不銹鋼,、耐酸鋼,、耐熱鋼及海水用鋼。在鋼中添加各種合金元素在提高鋼抗大氣腐蝕能力方面的效果,。

②使金屬形成表面轉(zhuǎn)化層和“永久性”表面覆層來防止腐蝕,。過類方法可分為：

◆化學(xué)及電化學(xué)轉(zhuǎn)化覆層——通過氧化、磷化,、鉻酸鹽化,、氟化等形成；

◆表面合金化——通過氮化,、滲金屬（滲鉻,、滲鋁、滲氮等）形成,；

◆金屬覆層——包括電鍍金屬,、噴鍍金屬、化學(xué)鍍,、氣相鍍等,；

◆非金屬涂層——包括無機(jī)涂覆層如搪瓷、陶瓷覆層,，有機(jī)覆層如橡膠,、塑料、油漆回層等,。其中搪瓷,、塑料等“永久性”覆層,，不能去除及自動(dòng)生成，故不宜作刀具,，量具,、軸承等的工作面。

③陰極保護(hù),，即使金屬表面變成陰極,。例如在海水中，用鎂塊作陽極與鋼板聯(lián)在一起,，可使鋼板成為陰極而不受海水腐燭,。某些化工容器、塔罐和地下管道,，也可用同樣的方法加一陽極,，通上電流，使管道,、容器成為陰極而得到保護(hù),。

④“暫時(shí)性”防銹法。這是指在生產(chǎn),、運(yùn)輸和貯存鋼鐵制品,、構(gòu)件時(shí)的表面防蝕保護(hù)法，由于防銹涂層可以在使用時(shí)順利去除,，故稱為“暫時(shí)性”方法,。實(shí)際上，這種方法的防銹時(shí)間可長達(dá)數(shù)年,，甚至十年以上,。常用的有以下六種：

◆使用防銹水；

◆加工過程中采用乳化油起冷卻,、潤滑和防銹作用,；

◆使用防銹油．可防銹1～5年；

◆采用氣相緩蝕劑,；

◆采用環(huán)境封存技求；

◆采用可剝性塑料包裝,。

2．不銹鋼的研究與開發(fā)

    盡管鋼鐵材料防銹的方法很多,，但對(duì)要求材料整體都有防蝕性的某些機(jī)械零件、化工容器,、生活用品及其它特殊用品（如醫(yī)療用的針,、手術(shù)刀具，鉗和假牙等）來說．添加合金元素提高鋼鐵耐腐蝕性能的方法無疑是最吸引人的,。不銹鋼的誕生和大多數(shù)科研成果一樣,，并非個(gè)別人的研究結(jié)果,，而是許多冶金工作者長期努力、互相借鑒,，不斷研究的結(jié)果,。最后于本世紀(jì)初，在社會(huì)已具有一定的物質(zhì)生產(chǎn)條件（主要是低碳鉻鐵的制成）以及理論研究已取得進(jìn)展（主要是鐵鉻合金中碳耐腐燭性的影響）,，而產(chǎn)業(yè)部門又急需的情況下,，不銹鋼才應(yīng)運(yùn)而生了。從開始研究不銹鋼到初步研制成攻（1797～1910年）經(jīng)歷了整整一個(gè)世紀(jì),。

    在本世紀(jì)初,，由于理論的進(jìn)展和工業(yè)發(fā)展的需要，幾乎在同時(shí)好幾個(gè)國家都研制成功了不銹鋼,。

    1913年H.Brearley 在研制艦載炮炮筒用鋼時(shí)發(fā)明了可硬化的不銹鋼,，并發(fā)表了題為《耐蝕性取決于熱處理和合金成分范圍》的論文。從此可硬化的鐵－鉻－碳合金作為實(shí)用性的不銹鋼而誕生了,。這就是具有淬硬性的那一系列被稱為“馬氏體類不銹鋼”的不銹鋼,。他們的研究結(jié)果表明，這種鋼的成分范圍是：C<0.70% Cr=9-16%,，其中0.35%C,13%Cr的鋼主要用于制作刀具,，即現(xiàn)在的3Cr13（AISI420）鋼。

    1911年C.Dantsizen在從事電阻絲研究時(shí)研制了一種鉻含量同Brearley鋼相同,。但碳含量較低并具有極低硬度的材料,。1914年，他提出鋼的成分范圍應(yīng)為： 0．07～0．15%C,， 14～46%Cr,，這是一種低碳鐵素體Cr13系不銹鋼，其成分與目前的1Cr13相似,。

    1924年 F.M.B.eeket研制了一種含鉻量更高（含 25～27%Cr）的不銹鋼,，相當(dāng)于目前的鐵素體不銹耐酸鋼（AISI 446）。在此同時(shí),，與鉻－鐵系不銹鋼組織完全不同的鐵一鉻－鎳系不銹鋼也得到了發(fā)展,。

    1909～1912年，E.Maurez和 B. Stauss在研究熱電偶保護(hù)套管用鋼時(shí),，對(duì)高鉻鋼及鉻－鎳鋼進(jìn)行了對(duì)比分析,。結(jié)果在1912年將耐蝕性很高的鉻－鎳不銹鋼商品化。他們將高鉻的馬氏體系不銹鋼命名為“V1M”,，而將奧氏體系的命名為“V2A”,。后者就是今天的18－8型不銹鋼的雛型，當(dāng)時(shí)它的成分范圍是：0.25%C，20%Cr和7%Ni,。后來通過對(duì)V2A鋼的耐蝕性,、加工性和機(jī)械性能不斷進(jìn)行研究，使之發(fā)展成為現(xiàn)在的 1Cr18Ni9,、1Cr18Ni9Ti鋼（AISI 302,、 304）。

    1910～1914年,，作為現(xiàn)代不銹鋼基礎(chǔ)的1Cr13～4Cr13,， Cr17-Cr28， 18－8等馬氏體,、鐵素體和奧氏體不銹鋼都先后問世,，可以說經(jīng)歷了一百多年的研究，人類終于找到了具有工業(yè)實(shí)用性的不銹鋼雛型,。從此以后,，不銹鋼的研究只是在腐蝕理論方面不斷深入，并按日益增多的使用要求,，對(duì)成分作了適當(dāng)調(diào)整,，從而又發(fā)展了不少新的鋼種，因此可以認(rèn)為,，不銹鋼誕生于1910～1914年,，而這以后的 70年，只是在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展完善,。

3.不銹鋼鋼種的發(fā)展

    1910～1914年誕生的組織分別為馬氏體,、鐵素體和奧氏體的不銹鋼，從化學(xué)成分來看,，主要屬Fe-Cr和 Fe-Cr-Ni兩大體系,。從第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的近三十年中（即1919年至1945年）。隨著各種工業(yè)的發(fā)展,，不銹鋼為適應(yīng)工作條件而發(fā)生了分化,，即在原來兩大體系三種組織狀態(tài)的基礎(chǔ)上，通過增減碳含量和添加多種其它的合金元素而衍生出了許多新型的不銹鋼,。從二次大站結(jié)束直至目前為止的三十多年中,，主要為適應(yīng)抗海水或鹽類腐燭，吸收Y射線及中子,、獲得超高強(qiáng)度,、節(jié)約鎳等需要而發(fā)展了抗點(diǎn)蝕不銹鋼、原子能工業(yè)用不銹鋼,、沉淀硬化不銹鋼和錳氮代鎳不銹鋼。近年來．為了解決奧氏體不銹鋼的晶間腐燭和應(yīng)力腐蝕問題，又分別發(fā)展了超低碳不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼,。目前,，已投入市場的不銹鋼的品種已達(dá)到230種以上，經(jīng)常使用的也有近50種,，其中約有80%是奧氏體不銹鋼（18鉻－8鎳）的衍生物,，而其余20%則是由13鉻鋼演變而成的。

關(guān)于不銹鋼鋼種的最主要的研究和發(fā)展是集中在兩個(gè)方面：

◆ 第一個(gè)方面是改善鋼的耐腐蝕性,，其中對(duì)18-8鋼晶間腐燭問題的研究,，不僅發(fā)展了鋼種，提出了解決這個(gè)間題的工藝方法,。還促進(jìn)了有關(guān)不銹鋼的鈍化和腐蝕機(jī)理的研究,。

◆第二個(gè)方面是發(fā)展高強(qiáng)度不銹鋼（即沉淀硬化不銹鋼），這種鋼是二次大戰(zhàn)后隨著航空,、航天和火箭技術(shù)的進(jìn)展而發(fā)展起來的,。其中半奧氏體沉淀硬化不銹鋼具有優(yōu)異的工藝性能（17-7PH類），固溶處理后極易加工成形,，且隨后的強(qiáng)化熱處理（時(shí)效處理）溫度不高,。變形很小，在美國這種鋼多用于航空結(jié)構(gòu),，并已大量生產(chǎn),，各國也都有類似鋼種投入使用。