不锈钢是指以不锈性和耐蚀性为主要特性，铬含量至少为10.5%、碳含量最大不超过1.2%的钢。腐蚀是机械零件受周围介质的化学和电化学作用而失效的主要原因。一般的碳钢和合金钢在腐蚀介质的作用下,金属表面会形成氧化膜,就是人们常说的生锈。氧化膜不能阻止金属和腐蚀介质的接触,氧化继续进行,锈蚀不断扩大,致使机械零件继续生锈、腐蚀,直至完全失效。
不锈钢是在普通低碳钢和低合金钢的基础上添加一定量的铬元素冶炼而成的,其不锈性与钢中的铬含量有关。当钢中的铬含量超过10.5%时,钢再与大气接触时,其表面会生成一层致密的、不易脱落的氧化膜,称作钝化膜(Cr2O3)。这层致密的富铬氧化膜可以隔离金属与外界腐蚀介质的接触,从而有效地保护了不锈钢表面。这层氧化膜极薄,只有几微米,像是披上一层透明的外衣。透过它可以看到依然是银白色的金属表面,使不锈钢具有了独特的表面。当表面钝化膜一旦遭到破坏,钢中的铬会与腐蚀介质中的氧发生反应重新生成钝化膜,继续起保护作用。不锈钢表面钝化膜的成分、形态及结构越均匀,钢的不锈性和耐蚀性就越好。
不锈钢的耐蚀性,主要取决于不锈钢中铬元素的含量和组织结构,但也与腐蚀介质的种类、温度、浓度、压力、流动速度以及钢中其他合金元素的含量等因素有关。不锈钢遇到特殊环境,也会出现局部腐蚀,如点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀等。为了使不锈钢克服这些腐蚀,提高其耐蚀性,同时也为了使不锈钢具有良好的力学性能、工艺性能和其他性能,根据不同的要求,在钢中除了添加较高含量的铬元素以外,还应分别加人镍、钼、锰、氮、钛、铌等合金元素。这样,不仅可以改变钝化膜的化学组成,提高它在苛刻腐蚀介质中的耐蚀性,而且也可以使不锈钢具有足够的强度、韧性、塑性和耐磨性,以及良好的工艺性能,如可锻性、焊接性、切削加工性和压力加工成形性等。
了解金属的腐蚀特点及提高不锈钢的耐蚀性是很重要的。因为金属的腐蚀是有害的,它会给国民经济造成巨大的损失。钢生锈及高温下的氧化,石油管道、化工设备、机械设备和船舶壳体的损坏都是与腐蚀有关的。据不完全统计,全世界因腐蚀而损坏的金属制品约占当年钢产量的10％。因此采取措施，更广泛地应用不锈钢代替普通钢，并提高不锈钢的耐蚀性对国民经济的发展有着十分重要的意义。
耐热钢是在高温条件下具有良好的化学稳定性或较高强度的钢。过去，我国标准将不锈钢同耐热钢分开，并分别有各自的国家标准。在新的国家标准GB／T20878-2007《不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分》中，把这两类钢结合在一起，因此本书也将把这两类钢一起介绍。重点介绍不锈钢的特性及应用，并适当介绍一些传统不锈钢和一些新研制的未纳入新的国家标准的不锈钢，同时也介绍一些不锈耐热钢的性能及应用。
