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不銹鋼知識

不銹鋼耐腐蝕职能、防范腐蝕的途徑

提要:不銹鋼耐腐蝕嗎?不銹鋼耐腐蝕,非真不銹。能够這樣說,区别的鋼種適應分歧的利用環境。本文將討論:不銹鋼耐腐蝕原由是什么,容易出現的不銹鋼腐蝕情況,以及怎样預防不銹鋼腐蝕..

不銹鋼耐腐蝕性的含義及分類

不銹鋼只是耐腐蝕鋼,而非完全意義上的不銹。到此刻為止沒有發明在任何條件下不腐蝕的鋼。所以,具體的鋼種是有 具體的 適用環境的。

不銹鋼的耐腐蝕原理:

①插足合金元素Cr、Ni等提高基體金屬的電極電位,減少微電池的數量,可灵验的提高鋼的耐蝕性。

②插足合金元素使鋼在室溫下獲得單相固溶組織,能減少微電池數量,從而提高鋼的耐蝕性。

③在鋼中加入合金元素鉻使鋼的表面形成結構致密、不溶入腐蝕介質、電阻又高的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。

不銹鋼腐蝕的分類、預防

1.點蝕

點蝕(如圖1所示)又稱坑蝕和小孔腐蝕,是不銹鋼常見局部腐蝕之一。一般情況下點蝕的深度要比其直徑大的多。當介質中存在某些活性陰離子(CI-)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。鋼中會存在缺陷、雜質和溶質等的不均一性,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的多,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。

鹽水中使用的SUS304鋼管上的點蝕

圖1 鹽水中使用的SUS304鋼管上的點蝕

防止點蝕的途徑

①選用耐點蝕的资料,鋼中添加鉬并提高鉻含量,如 316L 鋼種;

②拔取合理的熱處理制度,使不銹鋼基體處于满堂固溶狀態;

③減少溶液中鹵素離子的濃度,提高溶液的PH值;

④攪拌溶液,避免溶液的局部濃縮,防止雜質附著在鋼外观上;

⑤提高不銹鋼的表面光潔度;

⑥降低介質的溫度;

⑦采用陰極保護措施。

2.縫隙腐蝕

金屬與金屬或金屬與非金屬之間構成狹窄的縫隙,縫隙內有關物質的移動受到了阻滯,形成濃差電池從而產生局部腐蝕,這種腐蝕稱為縫隙腐蝕(如圖2所示),常發生在不銹鋼設備的連接處。

在鹽水中使用的墊圈底部的縫隙腐蝕

圖2 在鹽水中运用的一個扁平式熱交換器內的墊圈底部的縫隙腐蝕

防止縫隙腐蝕的途徑

①選用耐縫隙腐蝕的质料,可選用含鉬的不銹鋼和含鈦的不銹鋼。

②改善設計方案,避免有縫隙的設計,或使縫隙盡量敞開。盡不妨避免采取金屬與非金屬的聯接件。

③添补介質液體的流量,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。

3.應力腐蝕

應力腐蝕是指金屬和合金在腐蝕介質和拉應力的同時功用下引起的金屬破裂。應力腐蝕的特征是酿成腐蝕-機械裂縫,這種裂縫不僅可以沿著晶界發展,并且也可穿過晶粒。由于裂縫向金屬內部發展,使金屬結構的機械強度大大降低,嚴重時能使金屬設備猛然損壞。

防止應力腐蝕的途徑

①正確選用原料,避免运用對應力腐蝕敏感的资料。

②合理設計,避免加工水平過大,殘余應力大或應力集中。

③注意运用條件,避免外貌積存腐蝕介質,是要避免氯離子的局部濃縮。

4.晶間腐蝕

晶間腐蝕是质料沿著晶粒間界受到腐蝕,使晶粒間喪失結协力的一種局部腐蝕現象。受到這種腐蝕破壞的零件,有時候外观仍是光亮完好的,但由于晶粒之間的結合力喪失,资料的強度基本喪失,嚴重的會喪失金屬聲音。

產生晶間腐蝕的原因一般普遍認為是晶界合金元素的貧化。即是經過敏化溫度的鋼,在晶界析出鉻的化合物,沿晶界會变成貧鉻區,在腐蝕介質的功用下,沿晶界的貧鉻區發生腐蝕。

不論是奧氏體、鐵素體或雙相不銹鋼能够出現晶間腐蝕。奧氏體和雙相不銹鋼晶間腐蝕的敏化溫度范圍是450℃~850℃,鐵素體不銹鋼在850℃以上。

使用在硫酸酸洗液中的AISI316鉤具,其焊縫周圍發生的晶間腐蝕

圖3 运用在硫酸酸洗液中的一個AISI316鉤具,其焊縫周圍發生的晶間腐蝕

防止晶間腐蝕的途徑

①鉻元素含量增大,能够降低晶間腐蝕敏感性。

②增补穩定化元素鈦和鈮,因鈦和鈮與碳的親和力強,可能生成穩定的NbC和TiC,避免鉻與碳結合,從而減少晶間貧鉻區的產生。

③碳、氮、磷、硅等元素的存在對质料耐晶間輻射是不利的,所以要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,避免在晶間碳化物的析出及晶粒粗大化。


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