【導(dǎo)讀】不銹鋼的不銹特性是由于鋼板表面特殊的鈍化保護(hù)膜，首先簡(jiǎn)單介紹一下不銹鋼的耐蝕機(jī)理，是在金屬表面形成厚度約100萬(wàn)分之?dāng)?shù)mm的不動(dòng)態(tài)皮膜。由于這個(gè)薄膜的存在使不銹鋼基體在各。種介質(zhì)中腐蝕受阻，這種現(xiàn)象稱(chēng)為鈍化。這種鈍化膜的形成有兩種情況，一種是不銹鋼本身就有自。鈍化的能力，這種自鈍化能力隨鉻含量的提高而加快。另一種較廣泛的形成條件是不銹鋼在各種水。不銹鋼對(duì)比炭鋼或鋁耐蝕性突出優(yōu)秀.但不是象金或者鉑金那樣絕對(duì)不生銹的金屬.但受到其他什么原因不動(dòng)態(tài)皮膜受到破壞不能再生的話不銹鋼也會(huì)生銹，就是腐蝕。腐蝕類(lèi)型——“銹蝕”。身變成銹，也使不銹鋼自身也生銹.溶解于水生成這種酸的。降落火山灰的地帶。吐絲,粉塵,污漬等。以鐵分為主的異種金屬附著于不銹鋼表面?zhèn)€體自己「生銹」。是局部腐蝕中最常見(jiàn)，危害最大的一種。發(fā)生這種腐蝕的主要設(shè)備有熱交換。奧氏體鋼特有現(xiàn)象，主要在抗拉應(yīng)力的90°方向發(fā)生，龜裂的傳播速度非?？?，部件的破壞在2~3

　　

【正文】 時(shí)不銹鋼受到腐蝕的原因叫 “晶間腐蝕 ”。 如果貴公司產(chǎn)品會(huì)接觸到電解質(zhì)或水，不銹鋼螺栓會(huì)和碳鋼產(chǎn)生 “原電池 ”，加速雙方的銹蝕速度。此時(shí)腐蝕的原因叫 “電化學(xué)腐蝕 ”，反應(yīng)速度更快。 這是不接觸電解質(zhì)時(shí)的情況： 20 不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須大于 10~12%。當(dāng)溫度升高時(shí)，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度。因?yàn)槭覝貢r(shí)碳在奧氏體中的溶解度很小，約為 %～ %，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過(guò)此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（ CrFe） 23C6 等。數(shù)據(jù)表明，鉻沿晶界擴(kuò)散的活化能力 162～ 252KJ/mol，而鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散活化能約 540KJ/mol，即 :鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散速度比 鉻沿晶界擴(kuò)散速度小，內(nèi)部的鉻來(lái)不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來(lái)自?shī)W氏體晶粒內(nèi)部，而是來(lái)自晶界附近，結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低到小于 12%時(shí)，就形成所謂的 “貧鉻區(qū) ”，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區(qū)就會(huì)失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。 不銹鋼在含 Cl離子的溶液中耐腐蝕性能很差！不銹鋼表面致密的氧化層會(huì)被鹽酸溶解！ 鹽酸中 Cl離子比較高，不銹鋼在含 Cl離子濃度較高的溶液中產(chǎn)生晶間腐蝕，是不銹鋼產(chǎn)生脆裂現(xiàn)象，一般 Cl離子濃度 25mg/L. (1) 不銹鋼酸洗一般很少采用鹽 酸 ,原因是如果酸洗后如果鋼表面的殘余酸處理不干凈 ,殘余的Cl 離子比較高，容易產(chǎn)生晶間腐蝕，是不銹鋼產(chǎn)生脆裂現(xiàn)象 。但是如果酸洗后有高壓水 +振動(dòng)清洗再經(jīng)過(guò)鈍化后中和也可以采用鹽酸酸洗 ,而且鹽酸酸洗后的廢酸容易處理 ,對(duì)環(huán)保有好處 . (2) 不 銹鋼 的酸 洗極少 采用 單一 酸酸 洗 ,95%以 上的 生產(chǎn) 廠家 都采 用混 酸酸洗 :HNO3+HF。HNO3+HCl。H2SO4+HCl+HNO3 等國(guó)際上通用的是第一種 (3)酸洗的常見(jiàn)工藝流程 : 鹽浴 (疏松氧化皮 )→ 酸洗 → 漂洗 → 酸洗 → 高壓水沖洗 → 鈍化 → 中和 304 材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，可能有以下 幾個(gè)原因： 1:使用環(huán)境中存在氯離子。 氯離子廣泛存在，比如食鹽 /汗跡 /海水 /海風(fēng) /土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中，腐蝕很快，甚至超過(guò)普通的低碳鋼。 所以對(duì)不銹鋼的使用環(huán)境有要求，而且需要經(jīng)常擦拭，除去灰塵，保持清潔干燥。（這樣就可以給他定個(gè) “ 使用不當(dāng) ” 。） 美國(guó)有一個(gè)例子：某企業(yè)用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液，該容器已使用近百余年，上個(gè)世紀(jì)九十年代計(jì)劃更換，因橡木材料不夠現(xiàn)代，采用不銹鋼更換后 16 天容器因腐蝕泄漏。 2:沒(méi)有經(jīng)過(guò)固溶處理。 合金元素沒(méi)有溶入基體 ，致使基體組織合金含量低，抗蝕性能差。 3:這種不含鈦和鈮的材料有天生的晶間腐蝕的傾向。 加入鈦和鈮，再配以穩(wěn)定處理，可以減少晶間腐蝕。 在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經(jīng)過(guò)鍍色等表面處理，而發(fā)揮不銹鋼所固有的表 21 面性能 ,使用于多方面的鋼鐵的一種，通常稱(chēng)為不銹鋼。代表性能的有 13鉻鋼，188 鉻鎳鋼等高合金鋼。 從金相學(xué)角度分析，因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個(gè)膜隔離開(kāi)與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。 為了 保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有 12%以上的鉻。 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。 304 不銹鋼是按照美國(guó) ASTM 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來(lái)的不銹鋼的一個(gè)牌號(hào)。 304 相當(dāng)于我國(guó)的 0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不銹鋼。 304 含鉻 19%，含鎳 9%。 304 是得到最廣泛應(yīng)用的不銹鋼 /耐熱鋼。用于食品生產(chǎn)設(shè)備 /昔通化工設(shè)備 /核能等 : 304 對(duì)應(yīng)中國(guó)牌號(hào)為 0Cr18Ni9,1Cr18Ni9Ti,含碳量 ≤0:08% 304L 是碳 含量較低的 304 不銹鋼的變種，用于需要焊接的場(chǎng)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最少，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）。 晶間腐蝕 晶間腐蝕會(huì)造成零件失去強(qiáng)度和延伸性 ,引起零 件脆斷 ,它是一種從表面沿晶粒邊界向內(nèi)發(fā)展 ,外表面 沒(méi)有腐蝕跡象的危害性損害。這種腐蝕 ,在日常維護(hù)保 養(yǎng)中 ,很難發(fā)現(xiàn)異常 ,但當(dāng)腐蝕到一定程度 ,改變了零 件的內(nèi)部組織 ,導(dǎo)致零件理化特性的嚴(yán)重衰減 ,產(chǎn)生突 然爆裂或斷裂 ,后果十分嚴(yán)重。 磨損腐蝕 磨損腐蝕即零件表面同時(shí)遭受磨損和腐蝕破壞。 在離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中 ,由于物料中含有固體微?；驒C(jī) 械雜質(zhì) ,在接觸零件表面處形成相對(duì)運(yùn)動(dòng) ,產(chǎn)生磨損。 由于磨損面處改變了成形金屬纖維的分布 ,可能產(chǎn)生 連續(xù)纖維的斷裂 ,造成極性的變化和電負(fù)性的改變 ,形 成局部的腐蝕環(huán)境 ,產(chǎn)生腐蝕。這種形態(tài) ,主要是以磨 損為主 ,能很容易觀察出來(lái)。 應(yīng)力腐蝕 應(yīng)力腐蝕是在腐蝕性環(huán)境中 ,由于受一定的拉應(yīng) 力作用而引起的損害。它具備以下特征 :殘余拉應(yīng)力、 外加拉應(yīng)力、腐蝕性滲透環(huán)境、局部缺陷。這種腐蝕形 象 ,主要是由于應(yīng)力分布不同產(chǎn)生的電位差異 ,在電解 質(zhì)液的作用下 ,形成電流 ,產(chǎn)生離子運(yùn)動(dòng) ,從而導(dǎo)致腐 蝕。這種腐蝕 ,有時(shí)也不易用眼觀察到。圖 4 是不同熱 處理狀態(tài)下的試樣在人造海水中浸泡 2 天的情況。 22 上述四種腐蝕是對(duì)離心機(jī)影響極其嚴(yán)重的 ,可能 導(dǎo)致嚴(yán)重后果。 3 措施 應(yīng)對(duì)措施 不同的物料及分離要求 ,需要選用不同的機(jī)型。機(jī) 型及主參數(shù)確定后 ,根據(jù)不同材料在不同環(huán)境中的耐腐 蝕性能 ,綜合其理化特性 ,性?xún)r(jià)比等諸多因素 ,從基本面 上確定強(qiáng)度零件材料。從材料 本身來(lái)看 ,它針對(duì)的目標(biāo) 物料是安全的。因此 ,離心機(jī)選材應(yīng)遵循下列原則 : (1)沒(méi)有絕對(duì)的萬(wàn)能防腐材料 ,必須充分了解應(yīng) 用環(huán)境 ,區(qū)分應(yīng)用環(huán)境的屬性 ,是中性、酸性還是堿性 。 是氧化性還是還原性等 ,要針對(duì)性地選。如不銹鋼不適 合濃硫酸 ,碳鋼卻適合。 不銹鋼是在空氣和其它適應(yīng)性環(huán)境下被鈍化后在 其表面形成穩(wěn)定保護(hù)層才不銹。碳鋼在氧化性環(huán)境中 被氧化 ,其表面形成一層氧化膜 ,也處于不銹狀態(tài)。不 銹鋼在還原性環(huán)境 ,如鹵族液中 ,由于鹵族離子如 Cl, 滲透能力很強(qiáng) ,它會(huì)破壞在不銹鋼表面形成的氧化膜 , 從而導(dǎo)致不銹鋼零件的腐蝕。 (2)在同一應(yīng)用環(huán)境中 ,盡可能選同一種材料或 平衡電位相近的材料 ,避免造成電偶對(duì)環(huán)境。不同的材 料具有不同的平衡電位 ,而電位差的存在 ,當(dāng)處于貫通 流場(chǎng)中必然形成電池 ,形成了腐蝕環(huán)境。 (3)綜合性?xún)r(jià)比 ,特別要重視加工工藝性的影響。 離心機(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備 ,在正常工作狀態(tài)下 ,轉(zhuǎn) 鼓零件會(huì)產(chǎn)生較大的離心力 ,因此要求這些零件具有 較好的塑性和強(qiáng)度。選材時(shí) ,除價(jià)格因素外 ,必須重視 其綜合性能 ,如冷加工特性和熱加工特性。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)能延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命 ,確保設(shè)備 的安全性。關(guān)于離心機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,最容易加速腐蝕的設(shè)計(jì)缺陷是應(yīng)力集中傾向和縫隙環(huán)境 ,有時(shí)盡管金屬浸 泡溶液中 ,但由于設(shè)計(jì)環(huán)境合理 ,造成的腐蝕 ?化學(xué)狀態(tài)發(fā)生 了變化 (pH 和電位下 23 降 ),將引起嚴(yán)重的縫隙腐蝕 ,因此 設(shè)計(jì)上應(yīng)注意 : (1)盡量避免縫隙的產(chǎn)生 。如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要 ,盡可 能避免縫隙成為死角 ,促進(jìn)氧濃度的平衡 ,防止氧濃差 的存在 ,減少腐蝕的損害。 (2)同一環(huán)境中 ,盡量采用同一種材料和同一種 成型工藝 。主要目的是防止電偶對(duì)的產(chǎn)生 ,避免形成腐 蝕性環(huán)境。 (3)保證零件的組織均勻性或增加壓應(yīng)力 。選用 經(jīng)濟(jì)合理的加工方法 ,增強(qiáng)零件的防腐蝕能力。 (4)避免形成死角 ,確保流體暢通流動(dòng)。防止形成 氧濃差的腐蝕性環(huán)境。 (5)設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)和合理加工方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 , 盡可能保證布料和流體流動(dòng)的均勻性和穩(wěn)定性。加工 中要保證表面的光滑和避免應(yīng)力集中和殘余應(yīng)力存 在。