在日常生活中我們有時(shí)候會(huì)看到不銹鋼器具表面會(huì)呈現(xiàn)七彩的花紋，對(duì)于這種現(xiàn)象有可能是器具表面沾有油污，也有可能是經(jīng)過特殊處理得到的，還有一種情況是由于高溫導(dǎo)致不銹鋼表面變色。

先了解一下光的原理。白光是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色組成的復(fù)合光，當(dāng)其產(chǎn)生干涉后，呈現(xiàn)何種顏色，主要取決于氧化膜的厚度。即當(dāng)白光通過某一厚度的氧化膜，使其中某一波長(zhǎng)的光波振動(dòng)加強(qiáng)，氧化膜就呈現(xiàn)出該波長(zhǎng)下所對(duì)應(yīng)光的顏色；當(dāng)白光通過另一厚度的氧化膜，使另一波長(zhǎng)的光振動(dòng)加強(qiáng)，氧化膜就顯示出另一種顏色。

1、不銹鋼高溫變色的試驗(yàn)研究

由上述的變色原理分析可知，變色根本原因是不銹鋼表面發(fā)生氧化，導(dǎo)致鈍化膜（氧化膜）厚度發(fā)生變化而引起的干涉色。故如何提高材料耐氧化性能是解決不銹鋼高溫變色的根本措施。

（1） 化學(xué)元素影響

不銹鋼含碳量低，在高溫環(huán)境中碳原子易在氧化過程中擴(kuò)散到不銹鋼基體中，故不銹鋼的氧化過程伴隨著滲碳過程，試驗(yàn)選擇鉻、硅、鎳等含量不同的鋼種進(jìn)行高溫循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)量各鋼種的碳含量增加比例，以滲碳量判斷不銹鋼氧化程度。

在SUS310S鋼種中只對(duì)硅元素進(jìn)行調(diào)整，然后進(jìn)行高溫循環(huán)試驗(yàn)。兩組試驗(yàn)結(jié)果中，當(dāng)提高鉻元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)到22%以上或提高硅元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2%以上，材料的耐高溫氧化性能得到明顯提高。

（2） 氧化膜影響

不銹鋼致密的氧化膜能防止氧化劑侵入不銹鋼亞表層而阻止氧化繼續(xù)發(fā)生，反之疏松的氧化膜將導(dǎo)致繼續(xù)氧化加厚。在連續(xù)生產(chǎn)線中通過連續(xù)酸洗方式對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行強(qiáng)制氧化，從而提高不銹鋼表面氧化膜致密程度。對(duì)酸液濃度進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)后的產(chǎn)品進(jìn)行耐高溫氧化效果、氧化膜厚以及氧化膜化學(xué)構(gòu)成度進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，分析結(jié)果表明：通過酸液濃度的調(diào)整，對(duì)氧化膜成分構(gòu)成、氧化膜厚度均無明顯影響。在較高溫度環(huán)境下使用仍然被加深氧化，出現(xiàn)變色現(xiàn)象。

（3）不銹鋼表面粗糙度影響

高溫環(huán)境下不銹鋼表面氧化導(dǎo)致表面氧化膜增厚。此現(xiàn)象與材料本身的耐氧化性及材質(zhì)吸熱能力都有直接關(guān)系，不銹鋼表面粗糙度、表面反色度等影響單位面積的吸熱量而造成不銹鋼變色程度，為驗(yàn)證二者對(duì)不銹鋼變色的影響程度，取不同表面狀態(tài)樣板進(jìn)行450℃烘烤試驗(yàn)，結(jié)果見表4

試驗(yàn)表明當(dāng)表面粗糙度降到0.022μm以下的BA表面，材料吸熱能力大幅度降低，不銹鋼未進(jìn)一步氧化。當(dāng)氧化膜厚度基本維持原厚度，變色程度輕微。反之氧化膜厚度增加明顯，變色嚴(yán)重。

2、結(jié)論和討論

（1）不銹鋼中鉻、硅元素含量的提高能明顯增強(qiáng)不銹鋼抗氧化性能，當(dāng)鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到22%或硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到2%以上能有效抑制高溫氧化變色現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)連續(xù)酸洗液濃度，不能使不銹鋼表面的鈍化膜的厚度、成分構(gòu)成、致密程度等發(fā)生改變，因而也不能防止不銹鋼高溫氧化變色現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）不銹鋼表面粗糙度和反色度也是影響高溫氧化變色的重要因素，試驗(yàn)表明當(dāng)表面粗糙度在0.022μm以下的BA產(chǎn)品在450℃下烘烤而不會(huì)發(fā)生變色。

（4）通過控制軋機(jī)最終道次工作輥、平整輥等的表面粗糙度，將不銹鋼產(chǎn)品表面粗糙度控制在0.022μm左右，且通過光亮退火保證其表面反色度，能有效降低不銹鋼高溫變色程度。