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不銹鋼耐腐蝕性及其種類

欄目:不銹鋼常識 發布時間:2018-12-22
1、腐蝕的種類和定義
在眾多的工業用途中,不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看,除機械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現在:不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。
應力腐蝕開裂(SCC):是指承受應力的合金在腐蝕性環境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發生于韌性高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力(不論是殘余應力還是外加應力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大致與拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值,要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上,穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋,而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋,當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時(此處,承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中,通常是通過顯微缺陷的聚合)而斷開。因此,由于應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,將包含有應力腐蝕開裂的特征區域以及與已微缺陷的聚合相聯系的“韌窩”區域。
點腐蝕:是一種導致腐蝕的局部腐蝕形式。
晶間腐蝕:晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城,因而,它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利區城。因此,在某些腐蝕介質中,晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕,大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。
縫隙腐蝕:是局部腐蝕的一種形式,它可能發全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成,例如,在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。
全面腐蝕:是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時,村料由于腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強酸和強堿中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔心,因為,這種腐蝕通??梢酝ㄟ^簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。
2.各種不銹鋼的耐腐蝕性能
304 是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設備和機件。
301 不銹鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象,被用于要求較高強度的各種場合。
302 不銹鋼實質上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種,通過冷軋可使其獲得較高的強度。
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼,它具有較高的抗高溫氧化性能。
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼,用于主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機件,因為在這類條件下,這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。
304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種,用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304N 是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強度。
305和384 不銹鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用于對冷成型性要求高的各種場合。
308 不銹鋼用于制作焊條。
309、310、314及330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高,為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種,所不同者只是碳含量較低,為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。330不銹鋼有著特別高的抗滲碳能力和抗熱震性.
316和317 型不銹鋼含有鋁,因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不銹鋼。其中,316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。
321、347及348 是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種適用于核動力工業的不銹鋼,對鉭和鉆的合量有著一定的限制。
3、不銹鋼腐蝕的涵義和分類
在腐蝕環境中,金屬與周圍介質由于化學或電化學作用而引起的破壞稱為腐蝕.  在腐蝕環境中,當不銹鋼選擇不當時,同樣會產生腐蝕。 腐蝕有很多分類方法。
按作用的性質可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
2.按腐蝕的形態可分為一般(全面,均勻)腐蝕。所謂一般腐蝕,系措腐蝕分布在整個不銹鋼表面上,所謂局部腐蝕點蝕,縫隙腐蝕,應力腐蝕,腐蝕疲勞,選擇性腐蝕,沖刷腐蝕等。
3.按腐蝕發生的環境和條件可分為大氣腐蝕,工業水腐蝕,土壤腐蝕。酸,堿。鹽的腐蝕,海水腐蝕,高溫腐蝕,(包括液體金屬,熔鹽,燃氣腐蝕)等。
4.不銹鋼遭腐蝕的原因
最近英國科學家的一項研究表明,不銹鋼里微小的硫化錳高濃度區域能導致不銹鋼銹蝕。
不銹鋼是鐵、鉻和鎳的合金,最早出現在20世紀初。由于不銹鋼具有優異的抗腐蝕特性,因而它常常被用在惡劣的工作環境下,或者用來制造餐具和醫療用具。
不銹鋼的腐蝕速率非常之慢,在理想情況下每100萬年才能腐蝕1厘米。但是在實際應用中,腐蝕往往在某處產生和擴大,最終導致整塊不銹鋼的腐蝕。
此前有很多理論認為不銹鋼中的雜質導致了腐蝕,但是對于腐蝕發生的具體機制還不很清楚。在最新一期的英國《自然》雜志上,一個英國研究小組報告了他們對于不銹鋼腐蝕過程的研究成果。他們發現不銹鋼中微小的硫化錳高濃度區域是導致不銹鋼腐蝕的元兇。
腐蝕發生處并不是隨機的,它們總是產生在小塊硫化錳周圍幾百納米的區域??茖W家的研究表明,在不銹鋼制造過程中,硫化錳在局部產生高濃度的聚集,導致在其周圍區域中鉻元素濃度的降低。鉻元素和氧氣反應產生鉻的氧化物能夠起到防止腐蝕的作用。低濃度的鉻區域最先產生腐蝕,然后腐蝕會逐步擴大到整塊不銹鋼。在含有鹽的水中,這個過程會變得更加迅速。
這個研究小組經過了20多年的研究才得出了不銹鋼腐蝕原因的答案。專家認為,這一研究成果有助于改善不銹鋼的性能。


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