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(fā)明在任何條件下均不被腐蝕的鋼,因此具體的鋼種是適應(yīng)在一定的的使用環(huán)境中使用。
在鋼的表面鉻與氧結(jié)合生成Cr2O3鈍化膜,這種鈍化膜結(jié)構(gòu)致密、穩(wěn)定,厚度1—6nm。是金屬基體的保護(hù)膜,并且隨著鋼中鉻含量的增加,鈍化膜的厚度和強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)增加。
2.不銹鋼常見的5種腐蝕:
均勻腐蝕---接觸腐蝕介質(zhì)的表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。
點(diǎn)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(fā)生高度的局部腐蝕。
縫隙腐蝕—在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點(diǎn)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(fā)生在顯微組織晶界并向金屬材料內(nèi)部深入。
應(yīng)力腐蝕—金屬在某種特定的環(huán)境和水平應(yīng)力的共同作用下,以裂紋擴(kuò)展方式發(fā)生的與腐蝕有關(guān)的斷裂。
3.腐蝕解析
*點(diǎn)腐蝕
當(dāng)介質(zhì)中存在某些活性陰離子(Cl-)時(shí),這些陰離子首先被吸附在金屬表面某些點(diǎn)上,從而使不銹鋼表面鈍化膜發(fā)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(tài),而鈍化膜處為鈍態(tài),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(fā)展,金屬表面很快就被腐蝕成小孔。
防止點(diǎn)蝕的途徑
① 選用耐點(diǎn)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(tài);
③ 攪拌溶液,避免溶液的局部濃縮,防止雜質(zhì)附著在鋼表面上;
④ 提高不銹鋼的表面光潔度;
⑤ 降低介質(zhì)的溫度
*縫隙腐蝕
金屬與金屬或金屬與非金屬之間所構(gòu)成的縫隙內(nèi),再鈍化需要的氧的移動(dòng)受到了阻礙,鈍化膜在介質(zhì)作用下溶解而得不到補(bǔ)充,腐蝕產(chǎn)物經(jīng)過水解而酸化,進(jìn)一步加深腐蝕,這種腐蝕稱為縫隙腐蝕??p隙腐蝕常發(fā)生在不銹鋼設(shè)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(shè)計(jì)方案,盡量避免有縫隙的設(shè)計(jì),或使縫隙盡量敞開。盡可能避免采用金屬與非金屬的聯(lián)接件。
③增加介質(zhì)液體的流量,防止雜質(zhì)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(jié)合力的一種局部腐蝕現(xiàn)象。受到這種腐蝕破壞的零件,有時(shí)候外表仍是光亮完好的,但由于晶粒之間的結(jié)合力喪失,材料的強(qiáng)度已基本喪失,嚴(yán)重的會(huì)喪失金屬光澤。晶間腐蝕的機(jī)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(wěn)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(shí)要避免在敏化溫度區(qū)間停留時(shí)間過長。
*應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕(SCC)是指金屬和合金在腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力的同時(shí)作用下引起的金屬破裂。應(yīng)力腐蝕的機(jī)理是拉伸位錯(cuò)滑移造成的膜破裂、金屬溶解、再鈍化、再滑移不斷反復(fù)的過程,直到金屬發(fā)生斷裂。
防止應(yīng)力腐蝕的途徑
①正確選用材料,使用抗應(yīng)力腐蝕的材料,如雙相不銹鋼、高純鐵素體不銹鋼。
②合理設(shè)計(jì),避免加工程度過大,殘余應(yīng)力大或應(yīng)力集中。
③注意使用條件,避免表面積存腐蝕介質(zhì),尤其是要避免氯離子的局部濃縮。