2018-02-28

不銹鋼的耐腐蝕性

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1. 含義及原理:
不銹鋼是一種較耐腐蝕的鋼,但不是絕對不生銹的鋼,到目前為止沒有發明在任何條件下均不被腐蝕的鋼,因此具體的鋼種是適應在一定的的使用環境中使用。
在鋼的表面鉻與氧結合生成Cr2O3鈍化膜,這種鈍化膜結構致密、穩定,厚度1—6nm。是金屬基體的保護膜,并且隨著鋼中鉻含量的增加,鈍化膜的厚度和強度也會相應增加。
2.不銹鋼常見的5種腐蝕:
均勻腐蝕---接觸腐蝕介質的表面全部產生腐蝕的現象。
點腐蝕—指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微,而 分散分布發生高度的局部腐蝕。
縫隙腐蝕—在金屬構件縫隙處發生斑點狀或潰瘍形的宏觀腐蝕,是局部腐蝕的一種。
晶間腐蝕—一種有選擇性的腐蝕破壞,發生在顯微組織晶界并向金屬材料內部深入。
應力腐蝕—金屬在某種特定的環境和水平應力的共同作用下,以裂紋擴展方式發生的與腐蝕有關的斷裂。
3.腐蝕解析
*點腐蝕
當介質中存在某些活性陰離子(Cl-)時,這些陰離子首先被吸附在金屬表面某些點上,從而使不銹鋼表面鈍化膜發生破壞。一旦表面鈍化膜破壞,在表面缺陷處易顯露基體金屬,使其呈活化態,而鈍化膜處為鈍態,這樣就形成了活性-鈍性腐蝕電池,由于陽極面積比陰極面積小得多,陽極電流密度很大,腐蝕往深處發展,金屬表面很快就被腐蝕成小孔。
防止點蝕的途徑
① 選用耐點蝕的材料,鋼中添加鉬并提高鉻含量,如316L鋼種;
② 采用合理的熱處理制度,使不銹鋼基體處于完全固溶狀態;
③ 攪拌溶液,避免溶液的局部濃縮,防止雜質附著在鋼表面上;
④ 提高不銹鋼的表面光潔度;
⑤ 降低介質的溫度
*縫隙腐蝕
金屬與金屬或金屬與非金屬之間所構成的縫隙內,再鈍化需要的氧的移動受到了阻礙,鈍化膜在介質作用下溶解而得不到補充,腐蝕產物經過水解而酸化,進一步加深腐蝕,這種腐蝕稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕常發生在不銹鋼設備的連接處。
防止縫隙腐蝕的途徑
①選用耐縫隙腐蝕的材料,可選用含鉬的不銹鋼和含鈦的不銹鋼。
②改善設計方案,盡量避免有縫隙的設計,或使縫隙盡量敞開。盡可能避免采用金屬與非金屬的聯接件。
③增加介質液體的流量,防止雜質及污染物在縫隙部位沉積 。
④增大PH值,減少CI-離子濃度,降低縫隙腐蝕敏感性。
*晶間腐蝕
晶間腐蝕是材料沿著晶粒間界受到腐蝕,使晶粒間喪失結合力的一種局部腐蝕現象。受到這種腐蝕破壞的零件,有時候外表仍是光亮完好的,但由于晶粒之間的結合力喪失,材料的強度已基本喪失,嚴重的會喪失金屬光澤。晶間腐蝕的機理是貧鉻理論。
防止晶間腐蝕的途徑
①鉻元素含量增大,可以降低晶間腐蝕敏感性。
②添加穩定化元素鈦和鈮。
③碳、氮、磷、硅等元素的存在對材料耐晶間腐蝕都是不利的,因此要盡量降低這些元素的含量。
④熱處理時要避免在敏化溫度區間停留時間過長。
*應力腐蝕
應力腐蝕(SCC)是指金屬和合金在腐蝕介質和拉應力的同時作用下引起的金屬破裂。應力腐蝕的機理是拉伸位錯滑移造成的膜破裂、金屬溶解、再鈍化、再滑移不斷反復的過程,直到金屬發生斷裂。
防止應力腐蝕的途徑
①正確選用材料,使用抗應力腐蝕的材料,如雙相不銹鋼、高純鐵素體不銹鋼。
②合理設計,避免加工程度過大,殘余應力大或應力集中。
③注意使用條件,避免表面積存腐蝕介質,尤其是要避免氯離子的局部濃縮。
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