金屬耐腐蝕合金化原理(編輯修改稿)
2024-07-15 01:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 來的，如1Cr18Ni9Ti。應(yīng)用最廣，約占奧氏體不銹鋼耐酸鋼的70%，占全部不銹耐酸鋼的50%。為了提高耐蝕性，188型鋼中常加入Ti、Nb、Mo、Si等鐵素體形成元素，并提高鉻含量，降低碳含量。但這些元素都能縮小γ相區(qū)，因此為了使CrNi鋼保持奧氏體組織，鋼中含Ni量應(yīng)不少于下面經(jīng)驗(yàn)公式所確定的數(shù)值：Ni＝(Cr＋Mo＋＋)――30C―式中元素符號表示相應(yīng)元素在鋼中的含量（%）。當(dāng)鋼中含Ni量小于此式的計(jì)算值時(shí)，鋼的組織中會出現(xiàn)δ鐵素體。鉻鎳奧氏體鋼中的Ni，可用Mn、N部分代替或全部代替。N的Ni當(dāng)量與C一樣都是30。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能和加工性能，耐蝕性也優(yōu)于其它不銹鋼。奧氏體不銹鋼耐全面腐蝕性能，主要取決于鋼中的Cr、Ni、Mo、Si等合金元素的含量。一般不銹鋼只耐稀的和中等濃度的硝酸腐蝕，而不耐濃硝酸腐蝕。這是因?yàn)樵跐庀跛嶂?，鋼處于過鈍化狀態(tài)，發(fā)生過鈍化溶解。在這種強(qiáng)氧化性介質(zhì)中，能提高鋼的耐蝕性的合金元素是Si。各種奧氏體不銹鋼中加入Si，都能使鋼的腐蝕速度隨硅含量的增加而急劇下降。如我國研制的0Cr20Ni24Si4Ti鋼，日本的00Cr18Ni14Si4鋼、前蘇聯(lián)的00Cr8Ni20Si6鋼等，都能耐濃硝酸腐蝕。一般不銹鋼只能耐稀硫酸腐蝕，鋼中加入Mo、Cu、Si可以降低腐蝕速度。性能較好的耐硫酸腐蝕用的奧氏體不銹鋼是0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti鋼。對于腐蝕條件苛刻的熱硫酸，則需采用Ni合金，如Ni70Mo27V合金。CrNi奧氏體不銹鋼在堿性液體中的耐蝕性相當(dāng)好，且隨鋼中Ni含量升高耐蝕性提高。這是由于Ni耐堿腐蝕的緣故。在中等腐蝕性介質(zhì)中，約含18%Cr的CrMnN和CrMnNiN鋼的耐蝕性和188鋼相同，但在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)則不如188鋼。奧氏體的晶間腐蝕一般奧氏體不銹鋼經(jīng)焊接后，在弱氧化性介質(zhì)中可能遭受晶間腐蝕，使強(qiáng)度損失很大，甚至造成構(gòu)件的破壞。凡在介質(zhì)與鋼所共同決定的腐蝕電位下，晶界物質(zhì)的溶解電流密度遠(yuǎn)大于晶粒本體的溶解電流密度時(shí)，都可使鋼產(chǎn)生晶間腐蝕。實(shí)際上，普通奧氏體不銹鋼，當(dāng)其腐蝕電位處于活化電位區(qū)、活化鈍化過渡電位區(qū)、鈍態(tài)電位區(qū)和多鈍化電位區(qū)都有可能產(chǎn)生晶間腐蝕。一些不銹鋼在許多介質(zhì)中，都各有其產(chǎn)生晶間腐蝕的不同電位區(qū)段。但是，最重要的是在活化鈍化過渡電位區(qū)內(nèi)產(chǎn)生晶間腐蝕，它常在若氧化介質(zhì)中使用的不銹鋼中發(fā)生。而當(dāng)鋼的腐蝕電位處于活化電位區(qū)，（在還原性介質(zhì)中）或過鈍化電位區(qū)（在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中）時(shí)，鋼的整體已不耐蝕，因此，鋼是否產(chǎn)生晶間腐蝕已無實(shí)際意義。隨介質(zhì)的類別和電位不同，有兩種不同的晶間腐蝕機(jī)理。除去過渡電位區(qū)（弱氧化性介質(zhì)中）產(chǎn)生晶間腐蝕的貧鉻理論，在過鈍化電位區(qū)（在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中）的晶間腐蝕不是由于貧鉻區(qū)的存在引起的。在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中，固溶的奧氏體鋼易產(chǎn)生晶間腐蝕，而經(jīng)敏化加熱的鋼反而不產(chǎn)生晶間腐蝕。一般認(rèn)為這種晶間腐蝕是由晶界偏析引起的，即晶界富集P（100ppm以上）、硅（100020000ppm）可引起此種晶間腐蝕。敏化加熱時(shí)，碳化物的析出有可能使P不富集或減輕硅的富集，從而建起或消除晶間腐蝕。此外，還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)晶界含有σ相的奧氏體不銹鋼在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中腐蝕時(shí)，σ相發(fā)生選擇性溶解。因此可以認(rèn)為晶界上連續(xù)析出網(wǎng)狀σ相是奧氏體不銹鋼在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕的另一原因。在大部分情況下，晶間腐蝕是由于貧鉻引起的，因此，通常討論的晶間腐蝕傾向、影響因素和防蝕方法都是針對這種晶間腐蝕而談的。奧氏體不銹鋼發(fā)生晶間腐蝕的原因，在大部分情況下是由于晶界貧Cr引起的。有時(shí)，也可能由其它原因產(chǎn)生。如處于過鈍化狀態(tài)（強(qiáng)氧化性介質(zhì)中）時(shí)，所發(fā)生的晶間腐蝕就不是由貧Cr造成的。研究發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)
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