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。到目前為止沒有發(fā)明在任何條件下均不腐蝕的鋼。因此，具體的鋼種是有具體的適用環(huán)境的。
不銹鋼的耐腐蝕原理：
①加入合金元素Cr、Ni等提高基體金屬的電極電位，減少微電池的數(shù)量，可有效地提高鋼的耐蝕性。
②加入合金元素使鋼在室溫下獲得單相固溶組織，也能減少微電池?cái)?shù)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(jié)構(gòu)致密、不溶入腐蝕介質(zhì)、電阻又高的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。
不銹鋼腐蝕的分類、預(yù)防
1.點(diǎn)蝕
點(diǎn)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(diǎn)蝕的深度要比其直徑大的多。當(dāng)介質(zhì)中存在某些活性陰離子（CI-）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。鋼中會(huì)存在缺陷、雜質(zhì)和溶質(zhì)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(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(yáng)極面積比陰極面積小的多，陽(yáng)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。
圖1 鹽水中使用的SUS304鋼管上的點(diǎn)蝕
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(zhì)附著在鋼表面上；
⑤提高不銹鋼的表面光潔度；
⑥降低介質(zhì)的溫度；
⑦采用陰極保護(hù)措施。
2.縫隙腐蝕
金屬與金屬或金屬與非金屬之間構(gòu)成狹窄的縫隙，縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動(dòng)受到了阻滯，形成濃差電池從而產(chǎn)生局部腐蝕，這種腐蝕稱為縫隙腐蝕（如圖2所示），常發(fā)生在不銹鋼設(shè)備的連接處。
圖2 在鹽水中使用的一個(gè)扁平式熱交換器內(nèi)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。
3.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)力腐蝕的特征是形成腐蝕-機(jī)械裂縫，這種裂縫不僅可以沿著晶界發(fā)展，而且也可穿過晶粒。由于裂縫向金屬內(nèi)部發(fā)展，使金屬結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度大大降低，嚴(yán)重時(shí)能使金屬設(shè)備突然損壞。
防止應(yīng)力腐蝕的途徑
①正確選用材料，避免使用對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感的材料。
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。
4.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)喪失金屬聲音。
產(chǎn)生晶間腐蝕的原因一般普遍認(rèn)為是晶界合金元素的貧化。就是經(jīng)過敏化溫度的鋼，在晶界析出鉻的化合物，沿晶界就會(huì)形成貧鉻區(qū)，在腐蝕介質(zhì)的作用下，沿晶界的貧鉻區(qū)先發(fā)生腐蝕。
不論是奧氏體、鐵素體或雙相不銹鋼都可能出現(xiàn)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。
圖3 使用在硫酸酸洗液中的一個(gè)AISI316鉤具，其焊縫周圍發(fā)生的晶間腐蝕
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，因鈦和鈮與碳的親和力強(qiáng)，可以生成穩(wěn)定的NbC和TiC，避免鉻與碳結(jié)合，從而減少晶間貧鉻區(qū)的產(chǎn)生。
③碳、氮、磷、硅等元素的存在對(duì)材料耐晶間輻射都是不利的，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(zhǎng)，避免在晶間碳化物的析出及晶粒粗大化。
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