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新闻中心
对于不锈钢耐腐蚀的分析
发布时间:2020/11/24 10:01:31  阅读:156

    各种不锈钢的耐腐蚀性能

   1、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。


    2、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。

    3、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。

    4、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。

    5、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。

    6、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)。

    7、304N是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。

    8、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。

    9、308不锈钢用于制作焊条。

    10、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

    11、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316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。

    12、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。

 

腐蚀的种类和定义

    在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。


1、应力腐蚀开裂(SCC):

    是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。

 2、点腐蚀

腐蚀是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。

    3、晶间腐蚀

 

晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。

    4、缝隙腐蚀:

         是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样  

的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。

 5、全面腐蚀

全面腐蚀是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。
(三)不锈钢住各种环境腐蚀性能


      不锈钢的耐腐蚀性能一般随铸含量的増加从而提高。其基本原理是,当钢中有足够的铸时,在钢的表面形成非常蒲的至密的氧化膜,它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜,而还原性环境则必然破坏这种不锈钢的耐腐蚀性能一般随错含量的増加而提高。其基本原理是,当钢中有足够的豁时,在钢的表面形成非常蒲的至密的氧化膜,它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜,而还原性环境则必然破坏这种膜,造成钢的腐蚀。

 

     1、大气腐蚀

    不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的冕化物的含量而变化的。因此,靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水,只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才杲重要的。

    农村环境1513、lCrl7和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途,其外观上不会有显著的改变。因此,在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格,市场供应情况,力学性能、制作加工性能和外观来选择。

     工业环境在没有氯化物污染的工业环境中,1517和奥氏体型不锈钢能长期工作,基本上保持无锈蚀,可能在表面形成污膜,但当将污膜清除后,还保持着原有的光亮外观。在有氯化物的工业环境中,将造成不锈钢锈蚀。

     海洋环境!Crl3^1Cxl7不锈钢在短时期就会形成蒲的锈膜,但不会造成明显的尺寸上的改变,奥氏体型不锈钢如1517Ni7、lCrl8Ni9^0Crl8Ni9,当暴露于海洋环境时,可能出现一些锈蚀。锈蚀通常是浅蒲的,可以很容易地清除。0Crl7Nil2M02含铝不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的。

     除了大气条件外,还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素。即表面状态和制作工艺。精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能。无光表面(毛面)对腐蚀非常敏感。即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小。表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除。从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易,但从无光的表面上清除则很困难。对于无光表面,如果要保持原有的表面状态则需要经常的清理。

  2淡水腐蚀

     淡水可定义为不分酸性、盐性或微咸,来源于江河、湖泊、池塘或井中的水。

     淡水的腐浊性受水的PH值、氧含量和成垢倾向性的影响。结垢(硬)水。其腐蚀性主要由在金属表面形成垢的数量和类型来决定。这种垢的形成是存在其中的矿物质和温度的作用。非结垢(软)水,这种水一般比硬水的腐蚀性强。可以通过提高PH值或减少含氧量来降低其腐蚀性。

lCr 13不锈钢明显地比碳素钢耐淡水腐蚀,而且在淡水中使用有极好的特征。这种钢广泛用于例如需要高强度和耐腐蚀的船坞和水坝等用途。然而,应当考虑到在某些情况下。1S13在淡水中可能对中度点蚀敢感•但是点蚀完全可以用阴极防蚀方法来避免。和奥氏体型不锈钢在室温(环境温度)几乎完全可以耐淡水腐蚀。

 酸性水腐蚀

       酸性水是指从矿石和煤浸析出的被污染的自然水,由于是较强的酸性所以其腐蚀性比自然淡水强得多。由于水对矿石和煤中所含硫化物的浸析作用,酸性水中通常含有犬量的游离硫酸,此外,这种水含有大量的硫酸铁,对碳钢的隔蚀有非常大的作用。

      受酸性水作用的碳钢设备通常很快被腐蚀。用受酸性河水作用的各种材料所做试验的结果表明,在这种环境下奥氏体型不锈钢有较高的耐腐蚀性能。

       奥氏体型不锈钢在淡水和酸性河水中有极好的耐腐蚀性能,特别是其腐蚀膜对热传导的阻碍较小,所以在热交换用途中广泛使用不锈钢管。

  4盐性水腐蚀

     盐性水的腐蚀特点是经常以点蚀的形式出现。对于不锈钢,在很大程度上是由于盐性水导致起耐腐蚀作用的钝化膜局部破坏。这些钢发生点蚀的其他原因是附着于不锈钢设备上的茗荷介和其他海水有机物可形成报送的浓差电池。一旦形成,这些电池非常活跃,并且造成大量腐蚀和点蚀。在盐性水高速流动的情况下,例如泵的叶轮,奥氏体型不锈钢的腐蚀通常是非常小的。

对使用不锈钢管的冷凄器,需保持水流速大于以使海水有机物和其他固体在管中集聚得最少。对处理盐性水的不锈钢设备的结构,在设计时最好是减少缝隙和使用厚壁部件。

 5土壇腐蚀

      埋入土壇中的金属,取决于天气和其他因素,处于随时都在变化的复杂的状态下。实践证明,奥氏体型不锈钢-般具有极好的耐大多数土壇腐蚀的性能,而込13和1517则在很多土壇中要产生点蚀。OCrl7Nil2MoO不锈钢在所有土壇的试验中完全可以耐点蚀。

 6.硝酸腐蚀

     含错不小于14%的铁素型不锈钢和奥氏体型不锈钢有极好的耐硝酸腐蚀的性能。1517不锈钢己广泛用于硝酸工厂的加工设备。然而,由于0Crl8Ni9通常具有较好的成形性能和焊接性能,因此在上述用途中己大量取代了 1517不锈钢.

其他奥氏体型不锈钢的耐硝酸隔蚀性能与OCr 18Ni9相近。OCr 17不锈钢通常比0"18Ni9的腐蚀速率稍高,并且较高的温度和浓度对其有较大的有害影响。

如果对钢进行的热处理不适当,热硝酸将使奥氏体和铁素体型不锈钢产生晶间腐蚀,因此,可用适当的热处理来预防这种类型的腐蚀,或者使用耐这种类型腐蚀的不锈钢。

  7硫酸腐蚀

      标准不锈钢牌号很少用于硫酸滚液,因为其可使用的范围很崔。在室温条件下,0Crl7Nil2Mo2^钢(最耐硫酸蚀的标准牌号〉在硫酸浓度小于15%。或大于85%时罡耐屬蚀性的。然而在较高的浓度范围,通常使用碳钢。曰氏体和铁素体型不锈钢一般不耐硫酸滚液隔蚀。

如同硝酸的情况一样,如果对不锈钢不进行适当的处理,硫酸可造成晶间腐蚀。对于焊接后不能进行热处理的焊接结构,应使用低碳牌号00Crl9Nil0或00Crl7Nil4M02,或稳定化的牌号OCrlSNillTi或0Crl8NillNb:不锈钢

 8、 磷酸腐蚀

    奥氏体型不锈钢不锈钢具有好的耐磷酸滚液屬蚀的性能,并广泛用于磷酸的生产和处理设备。在温度最高达107匕的各种浓度的情况下,其具有有效的耐腐蚀性能。在温度最高约达95°C的情况用0Crl7Nil2W2不锈钢的设备可以很好地处理(达磷酸)“超过100%H3p04)。

    应注意,氟化物或氯化物盐类微量杂质有时存在于用湿法工艺生产的磷酸中。酸中的这些卤化物的存在可能对不锈钢的耐腐蚀性能有有害的影响。

巳氏体和铁素体型不锈钢的耐磷酸腐蚀性能显著地比奥氏体不锈钢要差,因此一般不用于这种酸。

  9、 盐酸腐蚀

      甚至在室温,各种浓度的盐酸滚液都很快地腐蚀不锈钢。因此在这种酸中不可能使用不锈钢。

 10、 其他无机酸腐蚀

      奥氏体型不锈钢在几乎各种浓度和温度下一般都具有好的耐硼酸、碳酸、氯酸和豁酸腐蚀的性能,100%氯酸除外o lCrl3^niCrl7:不锈钢对豁酸的耐腐蚀性能显著地不如奥氏体型不锈钢,但具有相对较好的耐硼酸和碳酸腐蚀的性能。

 11、 乙酸腐蚀

    奥氏体型不锈钢一般有极好的耐乙酸腐蚀的性能,而巳氏体和铁素体型不锈钢对大多数耐乙酸腐蚀的用途是不适当的。奥氏体型不锈钢在室温完全可以耐各种浓度乙酸的腐蚀,在较高的温度,0Crl7Nil2Mo2Wrl9Nil3M03|;t其他奥氏体型不锈钢有更好的耐乙酸腐蚀性能。

 12、 甲酸腐蚀

     在室温情况下,可以用任何奥氏体型不锈钢完全地处理甲酸。然而,当是热的甲酸时,它可以很快地腐蚀不含钥的不锈钢,因此,需要使用0Crl7Nil2M02和0Crl9Nil3M03。在各种温度下甲酸都会很快地腐蚀巳氏体和铁素体型不锈钢。

 13、 草酸腐蚀

      一般情况下,在室温、最高浓度至少为50%时,不锈钢有好的耐草酸腐蚀的性能。然而在较高的温度,草酸溶液正如在室温、浓度为100%时一样,对所有的不锈钢都会有相当的腐蚀。

 14、 乳酸腐蚀

       OCr 18Ni9不锈钢在温度最高约达38°C时可用于乳酸贮存设备。在较高的温度,无铝奥氏体型不锈钢产生点蚀,所以优先选用OCrl7Nil2MO2和0Crl9Nil3M03。曰氏体和铁素体型不锈钢—般来说耐乳酸腐蚀的能力较低。

 15、 碱腐蚀

      不锈钢通常有较好的耐弱碱腐蚀的性能,例如氢氧化钱。对于强碱,如氢氧化钠和氢氧化钾,在温度最高约为105°C、浓度最高约为50%时,奥氏体型不锈钢有好的耐腐蚀性能,在较高的温度和浓度,腐蚀速率可能变得显著。当温度高于常压沸点(和稍低的温度,接近50%浓度)时,奥氏体型不锈钢就会出现应力腐蚀裂纹。

 16、 盐酸液

       除在某些条件下的卤化物滚滋之外,不锈钢一般来说有极好的耐盐酸滚液腐蚀的性能,对于酸性盐,不锈钢的耐腐蚀性能在一走程度上必然受盐水解所形的特殊的酸的影响。对于较高温度的酸性盐滚浹,含铝奥氏体型不锈钢(0Crl7Nil2Mo2^0Crl9Nil3Mo3)通常比其他牌号不锈钢耐腐蚀性能要好。

        在不锈钢用于卤化物滚液,特别是氮化物滚液时,应考虑到即使腐蚀速率一般较低,但点蚀和(或)应力腐蚀裂纹在一定条件下也可能产生。尽管有很多在有氯化物的情况下使用不锈钢取得极好的效果(如食品加工设备和在相对低的温度条件下流动的海水)但必需分别考虑各种用途。点蚀或应力腐蚀裂纹是否产生,取决于环境和设备设计及操作等方面很多和因素。

 

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