铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素

为什么铬能决定不锈钢的耐腐蚀性能？是不是含铬的钢都是不锈钢？回答这个问题必须从金属腐蚀说起。

 金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。在高温下金属直接与空气中的氧反应，生成氧化物，是一种化学腐蚀。在常温下这种腐蚀进行得很缓慢，金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。

电化学腐蚀的本质是金属在介质中离子化。以铁为例，电化学腐蚀过程可表示为：
     Fe-e=Fe⁺⁺

一种金属耐电化学腐蚀的能力，决定于本身的电极电位。电极电位越负，越易失去电子，发生离子化。电极电位越正，越不易失去电子，不易离子化。常见金属的标准电极电位如表1-1。

                    表1-1  常见金属的标准电极电位

铬提高钢耐腐蚀性能的个原因是铬使铁-铬合金钢的电极电位提高。当铬含量达到1/8、2/8、3/8……原子比时，铁-铬合金钢的电极电位呈跳跃式的提高，这种变化规律叫n/8定律，如图1-1所示。

当铁-铬固溶体中铬的原子含量达到12.5%（1/8）个突变值时，基体在FeSO4溶液中的电极电位由-0.56V跳增至+0.2V，通常把12.5%的原子含量作为不锈钢的低含铬量，换算成重量百分比则为： 12.5%×（铬原子量/铁原子量）=12.5%×52/55.8=11.65% 含铬低于11.65%的钢，一般不叫不锈钢。

铬提高钢的耐蚀性能的**个原因是铁-铬合金钢在氧化性介质中极易形成一层致密的钝化膜（FeO.Cr2O3），这层钝化膜稳定、完整，与基体金属结合牢固，将基体与介质完全隔开，从而有效地防止钢进一步氧化或腐蚀。但在还原性介质中，这层膜有破裂的倾向。

一般说来，不锈钢的耐蚀性能和抗氧化性能是随铬含量的增加而增加的。从表1-2可以看出，铁-铬合金钢在海洋大气中的腐蚀随铬含量的增加而减少。图1-2显示铁-铬合金钢在1000℃时，氧化失重与铬含量的关系。

表1-2  铁-铬合金钢在海洋大气中腐蚀率与铬含量关系       铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素