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不銹鋼知識(系列7)

日期:2024-10-22 16:39
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摘要:
不銹鋼知識(系列7)

不銹鋼的耐蝕性能

    腐蝕的種類和定義
 

 

一種不銹鋼可在許多介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質(zhì)中,卻可能因化學(xué)穩(wěn)定性低而發(fā)生腐蝕。所以說,一種不銹鋼不可能對所有介質(zhì)都耐蝕。在眾多的工業(yè)用途中,不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗(yàn)來看,除機(jī)械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在:不銹鋼的一種嚴(yán)重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應(yīng)力腐蝕開裂、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導(dǎo)致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實(shí)上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。

    金屬的腐蝕,按機(jī)理可分為特理腐蝕、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕三種。生活實(shí)際、工程實(shí)際中的金屬腐蝕,絕大多數(shù)都屬于電化學(xué)腐蝕。

    應(yīng)力腐蝕開裂(SCC):是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴(kuò)展而互生失效的一種通用術(shù)語。應(yīng)力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應(yīng)力(不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴(kuò)展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個(gè)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力值,要比沒有腐蝕介質(zhì)存在時(shí)材料斷裂所需要的應(yīng)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(kuò)圖的裂紋稱為沿晶裂紋,當(dāng)應(yīng)力腐蝕開裂擴(kuò)展至其一深度時(shí)(此處,承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達(dá)到它在空氣中的斷裂應(yīng)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(yīng)力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,將包含有應(yīng)力腐蝕開裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相聯(lián)系的“韌窩”區(qū)域。

    點(diǎn)腐蝕:點(diǎn)腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散發(fā)生高度的局部腐蝕,常見蝕點(diǎn)的尺寸小于1.00mm,深度往往大于表面孔徑,輕者有較淺的蝕坑,嚴(yán)重的甚至形成穿孔。

    晶間腐蝕:晶粒間界是結(jié)晶學(xué)取向不同的晶粒間紊亂錯(cuò)合的界城,因而,它們是鋼中各種溶質(zhì)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(qū)城。因此,在某些腐蝕介質(zhì)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(shù)的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中都可能呈現(xiàn)晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破壞,它與一般選擇性腐蝕不同之處在于,腐蝕的局部性是顯微尺度的,而宏觀上不一定是局部的。

    縫隙腐蝕:是指在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點(diǎn)狀或潰瘍形的宏觀蝕坑,是局部腐蝕的一種形式,它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)。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。

    **腐蝕:是用來描述在整個(gè)合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語。當(dāng)發(fā)生**腐蝕時(shí),村料由于腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中可能呈現(xiàn)**腐蝕。**腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔(dān)心,因?yàn)?,這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗(yàn)或查閱腐蝕方面的文獻(xiàn)資料而預(yù)測它。

    均勻腐蝕:是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。根據(jù)不同的使用情況對耐蝕提出不同的指標(biāo)要求,一般可分為兩大類:

    1. 不銹鋼指在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中耐蝕的鋼。腐蝕速率小于0.01mm/年的,認(rèn)為是"完全耐蝕";腐蝕速率小于0.1mm/年的,認(rèn)為是"耐蝕"的。

    2. 耐蝕鋼 指在各種強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)中能耐蝕的鋼。

    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(shè)備和機(jī)件。

    301 不銹鋼在形變時(shí)呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象,被用于要求較高強(qiáng)度的各種場合。

    302不銹鋼實(shí)質(zhì)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(qiáng)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(jī)件,因?yàn)樵谶@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(qū)中所析出的碳化物減至*少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)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(qiáng)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(qiáng)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*少。330不銹鋼有著特別高的抗?jié)B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(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)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(qiáng)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(wěn)定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動力工業(yè)的不銹鋼,對鉭和鉆的合量有著一定的限制。

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