_各种不锈钢的耐腐蚀性能

_各种不锈钢的耐腐蚀性能 各种不锈钢的耐腐蚀性能各种不锈钢的耐腐蚀性能 304是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性)的设 备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的３０4 不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强 度。 30２Ｂ是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303 和 303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢,用于主要要求易切削和表而光浩度高的场 合。30３Ｓe 不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好 的可热加工性。 3０4Ｌ是碳含量较低的304 不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠 近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少， 而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境 中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 ３04Ｎ 是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。 30５和 38４ 不锈钢含有较高的镍， 其加工硬化率低， 适用于对冷成型性要求高的各种场合。 30８不锈钢用于制作焊条。 3０9、３10、３14 及 330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化 性能和蠕变强度。而 30S5 和３10Ｓ乃是 309 和３10 不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较 低， 为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。 33０不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗 热震性. 316 和 317 型不锈钢含有铝,因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于3０4 不锈钢。其中，３１6 型不锈钢由变种包括低碳不锈钢3１6Ｌ、含氮的高强度不锈钢3１６ N 以及合硫量较高的易切削不锈钢3１６F。 321、 ３47 及 34８ 是分别以钛， 铌加钽、 铌稳定化的不锈钢,适宜作高温下使用的焊接构件。 34８是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理 _各种不锈钢的耐腐蚀性能 金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。化学腐蚀的环境介质是 非电解质(汽油、苯、润滑油等),电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液） 。电化学腐 蚀是涉及电子转移的化学过程， 该过程能否进行取决于金属能否离子化， 而离子化的趋势可 用金属的标准电极电位(ε )来表示。 由于碳化物、夹杂物,以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部 分在电解液中产生相互间的电极电位差。 电极电位差愈大， 微阳极和微阴极间的电流强度愈 大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。 在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应 速度的现象称为极化， 极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。 电解液中离子 的缓慢移动、 原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解， 都可能是极化的表现形 式。反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。用极化技术 与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。 当不锈钢与异种 金属接触时，需考虑电化学腐蚀。但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。 钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。某些元 素(如氯)可以击穿钝化膜， 造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀,故使用钝化状态金属的用户应 特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。为了提高不锈钢的耐腐蚀性能,其 应易处于钝化状态（必要条件)，钝化后腐蚀电流密度要低(腐蚀速度）,钝化状态的电位范围 要宽(相对稳定性） 。 对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀,另一种是局部腐蚀。在海 洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。 此处金属在其整个表面上均匀地被腐 蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面,像合金 400 这种耐腐蚀性较好的金属,它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金 4 ００可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。 均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式， 因为工程 师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。 不锈钢耐腐蚀性机理：在不锈钢表面形成明显的Cr2O3薄膜,Ｏ和Ｃr 的含量有最低要求 （10.5%)以获得连续的保护性薄膜，以抑制侵蚀的发生。若保护性薄膜被损坏,它可以自然 恢复。氧化膜的抗腐蚀性能取决于 Mｏ、Ｎｉ、Ｃr、及 N 的含量。提高 Cr 含量可以提高 不锈钢的抗侵蚀性和当Ｃｒ2O3薄膜被损坏时增强了其自修复能力。Ｃr2O3薄膜对基体结构 （铁素体或奥氏体）没有任何影响。 蚀斑:在较高温度范围内处于氯化物、氟化物或氧化性溶液中,最初产生在夹杂物、表面 损伤等保护膜不连续表面，而后将产生穿孔或形成新的保护膜(除去腐蚀物质和冲洗过的部 分） 。主要产生于海边环境、盐水、海水或高氧化性溶液环境。为此，需除去或减少氯、氟 含量，加强冲洗维护，提高铬、钼含量。 缝隙腐蚀:在氯化物、氟化物或硫环境中,最初存在缝隙且氧极少，导致产生腐蚀直至缝 隙扩展、裂开。主要产生于接缝、焊缝或附着物之下。为此，需消除缝隙和避免搭接,采用 ０ _各种不锈钢的耐腐蚀性能 腐蚀抑制剂，不透水密封，提高铬、钼含量。 由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。 因而,设备的寿命也不能精确地预计。 这里给出 几种局部腐蚀的例子。 第一例是电化学腐蚀。当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液)存在条件下接 触和连接时,电化学腐蚀就发生了。此时,两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。电流 会从抗腐蚀能力较差的金属 （即阳极)流向抗腐蚀能力较强的金属(即阴极)。 腐蚀由阴极上的 反应情况而控制,如氢气的生成或氧气的还原。 如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连 接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将此 情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时,两种金属之间则会产生小的电 流流动。这种情况是我们所期望的。 在实用指南中,我们将位于某一容器或槽中的焊接金属 接点设计为阴极。紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件 (小面积）与阳极件（大面积） 连接在一起。 此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中， 铜 质固定件为小的阴极面， 而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的， 而且可产生良好的 相容性。 另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非 常快的腐蚀。此时,铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。有趣的是在这种情况下,铜离子的释 放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。通常， 铜的腐蚀可阻止缠结有机物的附着。在电 厂设计中，电化学腐蚀是非常重要的,而且不应被忽视。 ﻫ第二个局部腐蚀的例子是浸 蚀腐蚀。一块石头有可能堵塞在某一铜合金冷凝器的管子中。此时,石头的下游方向将立即 产生紊流现象。这就会引起对铜保护氧化膜的浸蚀或磨损，并使未保护的铜合金金属暴露， 以致产生进一步的腐蚀。这种循环趋于继续加剧浸蚀和腐蚀,直至造成管子穿孔为止。浸蚀 腐蚀可通过采用良好的隔离技术来防止。ﻫ