文／赫連擁　

你是否曾注意過廚房裡閃閃發亮的流理台與刀具、電梯的牆面，甚至是高樓外牆上的金屬結構？這些看上去光滑乾淨、且長時間不生鏽的金屬，其實大多都是「不鏽鋼」製成。不同於已被人類使用了一千多年的鐵，這種台語稱之為「白鐵」的不鏽鋼，在科學領域中相對是一種較新的材料，首次量產至今僅有一百年歷史。

合金製成 強韌耐腐



不鏽鋼是一種「合金」，是把幾種不同金屬融合一起製成的材料，其化學成分是以鐵、鉻、碳為主，且必須至少含鉻10.5%及含鐵50%。其中鉻的作用，是讓表面形成一層極薄但非常穩定的「氧化鉻」保護膜，這層膜會阻止氧氣與水分繼續侵蝕金屬，因此讓這樣的金屬「不容易生鏽」。除了加鉻可防止生鏽外，不鏽鋼內也常含有其他金屬元素，譬如，內含鎳可提高其強度、延展性以及耐腐蝕性，而內含鎢則可讓材料在高溫下提供硬度與韌性。

世界上第一種不鏽鋼的發明，其實來自一次被視作失敗的實驗。1913年，英國冶金師哈里·布雷爾利（Harry Brearley）為他所屬的研究室開發一種更耐磨損的槍管鋼材，他嘗試在鋼中加入不同成分的金屬來改變其性質。其中有一款鋼合金含有12.8%鉻與0.24%碳，實驗後覺得沒什麼特別，便把這樣品跟其他失敗品堆在一邊。幾星期後，他無意發現該樣品竟不像其他鋼鐵那樣會生鏽！這才意識到，自己或許發現了一種全新的防鏽金屬。他把這款合金的硬化過程加以完善後，將其命名作「不生鏽的鋼」（Stainless steel）。

布雷爾利的發現雖說意義重大，但初期並未被看好。儘管如此，布雷爾利仍敏銳地嗅到了商機，他找來開餐具廠的老朋友合作，製作出第一批不鏽鋼餐刀。這些與銀器顏色相仿的餐刀不但美觀，還能長時間保持鋒利、不生鏽，深受大眾喜愛，加上銀器畢竟太貴，鋼材刀子又有生鏽並需要定期打磨除鏽的缺點，不鏽鋼的橫空出世，給了人們嶄新的選擇，經由刀具湯匙這類實用常見的生活用品打開「知名度」，一步步進入市場，繼而應用範圍愈來愈廣。

多國研發 合作並進



有趣的是，幾乎同時期，德、美、法等國的研究學者與冶金師們，也都在開發更堅固耐用的金屬材料，進行類似的合金實驗。像是德國的本諾·施特勞斯（Benno Strauss）與愛德華·毛雷爾（Eduard Maurer）也發明了奧氏體不鏽鋼，這種含鎳的不鏽鋼具有更柔韌、耐蝕等特性，是現在最常見而普遍的不鏽鋼類型之一。

布雷爾利後來甚至到美國申請專利，還與同樣擁有不鏽鋼專利權的美國冶金學家埃爾伍德·海恩斯（Elwood Haynes）合作，籌資成立美國不銹鋼公司，將他們發現的合金付諸量產。在1929年爆發經濟大蕭條之前，該公司僅在美國就已生產與銷售超過2萬5000噸不鏽鋼。

可以這樣理解：不鏽鋼的誕生，並非單一國家的成就，而是世界多國研究者們各自鑽研開發，以及相互合作與影響的結果。

在21世紀的今日，不鏽鋼占據了我們生活中的方方面面。隨著發展與進化，已開發出超過100種不同的合金，幾乎可滿足各種應用需求。

不過有關於不鏽鋼的一個最大迷思，是它雖名為不鏽鋼，但在某些情況下還是會生鏽。不鏽鋼之所以「不鏽」，靠的是表面那一層既薄且非常關鍵的「鉻氧化物」保護膜。如果這層膜被刮傷、長期受汙染，或接觸到太強的腐蝕性物質，其防鏽功能便有可能「失效」，鏽斑就會慢慢出現，尤其是暴露在鹽分高的海邊、或是酸鹼氣體多的工廠裡。所以，不鏽鋼並非完全免維護，它只是比普通鋼更穩定耐用、更不容易鏽——選用合適特定環境的耐酸蝕合金體、保養得當，才能發揮它真正的優勢。