不銹鋼因含有Cr形成的保護膜，不僅具有常溫耐蝕性，而且具有抗高溫氧化性和高溫耐蝕性，并且還具有較高的高溫強度，因此被用做鍋爐、各種排氣系統、化學反應裝置和核反應有關裝置的耐熱材料。高溫環境下使用的材料在氣氛、溫度、時間、應力等環境因子的作用下，會受到各種損傷甚至發生斷裂。

高溫氣體腐蝕在含有CO2、CO、H2O、H2、NOx、SOx以及殘余O2的氣氛中的腐蝕總稱為高溫氣體腐蝕。高溫氣體腐蝕可分為高溫硫化、滲碳、氮化、鹵素氣體腐蝕等。  

 1、高溫硫化

高溫硫化是化石燃料中的無機、有機硫化物燃燒時生成的SO2、H2S氣體與鋼發生反應引起的腐蝕現象。高溫硫化的機制基本上是高溫氧化的機制，但有以下的區別。金屬硫化物的組成與化學理論的組成有較大的偏差，所以，金屬硫化物是具有高密度缺陷的多孔型物質，保護性差。硫化物的熔點低于氧化物的熔點，并且硫化物易于與金屬和其他氧化物形成熔點更低的共晶化合物，所以，難于生成致密保護膜，也難于再生保護膜。因此，硫化速度大于氧化速度，硫化速度比氧化速度大1-2個數量級。按照對抗硫化腐蝕的影響可以將合金元素分為以下幾個類別。①加速硫化腐蝕元素：W、Mo、Ti、V。這些元素熔點高。它們的硫化物和Fe的硫化物的相互溶解度小，在氧化鐵皮/鋼基體界面上形成兩類硫化物混合在內的氧化鐵皮，所以氧化鐵皮與鋼基的密著性差。②對硫化腐蝕沒有影響的元素：Ni、Co、Cu、Mn（≤10%）。這些元素在周期表中位于Fe的附近，它們的硫化物和Fe的硫化物可以相互溶解。③減小硫化腐蝕速度元素：C、Al、Si、Cr、Mn（≥10%）。除了C，這些元素與S的親和力很強，它們的硫化物濃聚在氧化鐵皮的內側，與Fe的硫化物形成復合硫化物。典型的不銹鋼、耐熱合金在純H2S中的抗硫化腐蝕性如圖8。各種合金和不銹鋼的腐蝕量隨時間的延長直線上升。其中Ni基超合金，由于Ni的硫化物和Fe生成低熔點的共晶混合物，抗硫化腐蝕性最差。Cr含量在20%以上的合金顯示出較好的抗硫化腐蝕性。添加3%Al的NCF800基本上完全抑制了硫化腐蝕。    

2、滲碳

滲碳是含C氣體中的C活度大于鋼表面的C活度時發生的現象。滲碳現象可見于重整爐爐管和粗汽油分解爐。CO、CO2、碳氫化合物等滲碳性氣體以及活性C被吸附在合金表面，原子態的C擴散到合金內部，與Cr、Ti等結合形成碳化物，使合金發生力學和化學的損傷。滲碳速度由氣體中的活性C吸附在合金表面的速度和C擴散到合金內部的速度決定，并存在滲碳速度達到峰值的溫度范圍。對于不銹鋼來說，滲碳使Cr的碳化物析出，Cr碳化物周圍形成貧Cr區，產生異常氧化現象。滲碳引起的典型損傷是金屬粉化。這種損傷常發生在溫度為400-800℃的CO、CH4、H2-CH4、H2-CO等低氧勢、高碳勢氣氛中。部件表面產生麻點，厚度減薄。滲碳部位發生石墨、金屬、氧化物、碳化物等粉末脫落現象。 Ni、Cr、Si是提高抗滲碳能力的有效元素。Ni難于生成碳化物，Cr、Si可形成致密的保護性氧化膜Cr2O3、SiO2，阻止C的侵入。一般來說，Cr+Si≥30%的合金具有良好的抗滲碳性。穩定的碳化物形成元素Ti、Nb、Zr可以“捕獲”侵入到合金中的C，所以也是提高合金抗滲碳性的元素。各種不銹鋼的抗滲碳性如表1。其中Cr、Ni含量高的309型不銹鋼和310型不銹鋼具有良好的抗滲碳性。鋼中添加Si可以提高抗滲碳性。

3、氮化

在合成NH3和合成密胺樹脂等高溫高壓環境下，常發生氮化現象。發生氮化時，N2、NH3氣體以及其它氮化物吸附在合金表面，原子狀態的N擴散到合金內部，形成固溶體或氮化物，使部件發生力學和化學損傷。與上述的滲碳情況一樣，不銹鋼發生氮化時，也出現貧Cr區，導致異常氧化的發生。 Ni是N的非活性元素，不形成氮化物，可以提高合金的抗氮化能力。合金中添加Cr形成適量的保護性氮化物（Cr2N）可提高合金的抗氮化能力，但Cr含量大于10%時，合金的保護性膜的密著性下降，促進氮化的進行。Al是容易形成氮化物的元素，因此是氮化的有害元素。此外，預先在合金表面形成致密的Cr2O3可使合金具有良好的抗氮化能力。各種不銹鋼、耐熱鋼Ni含量越高，合金的抗氮化能力越強。

4、高溫鹵素氣體腐蝕

高溫鹵素氣體腐蝕是在聚氯乙烯合成裝置、煤液化、汽化裝置、城市垃圾和產業廢棄物焚燒爐等含有高溫鹵素氣體環境中發生的腐蝕現象。由于Cl2、F2、HCl2、I2、Br2等具有很強的腐蝕性，許多合金在400-500℃的這些高溫鹵素氣體環境下，受到嚴重腐蝕。高溫鹵素氣體腐蝕的最大特點是，腐蝕產物鹵化物（FeCl2、FeCl3、CrCl3等）和羥基鹵化物（CrO2Cl）熔點低、蒸汽壓高、揮發性強、容易升華，所以加速了腐蝕的進行。 Ni是鹵素氣體的非活性元素，合金中添加Ni可以提高合金的抗高溫鹵素氣體腐蝕。Cr和REM等活性元素沒有提高抗高溫鹵素氣體腐蝕的作用。不銹鋼和各種合金在鹵素氣氛環境中的耐用溫度列于表3。不銹鋼的耐用溫度大大低于純Ni和Ni基超合金。但在高溫鹵素氣體腐蝕和高溫硫化腐蝕同時發生的環境下，Ni基超合金，由于鹵化，Cr被優先腐蝕，合金表面富化Ni，表面的Ni富化層會受到嚴重的硫化腐蝕。對此應予以注意。