不銹鋼特性及氯離子腐蝕

1、17腐蝕與不銹鋼應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕是指零件在拉應(yīng)力和特定的化學(xué)介質(zhì)聯(lián)合作用下所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆性斷裂現(xiàn)象。 應(yīng)力腐蝕由殘余或外加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過程。應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致材料的斷裂稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。它的發(fā)生一般有以下四個特征：一、一般存在拉應(yīng)力，但實驗發(fā)現(xiàn)壓應(yīng)力有時也會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。二、對于裂紋擴展速率，應(yīng)力腐蝕存在臨界KISCC，即臨界應(yīng)力強度因子要大于KISCC，裂紋才會擴展。三、一般應(yīng)力腐蝕都屬于脆性斷裂。四、應(yīng)力腐蝕的裂紋擴展速率一般為10- 610-3 mm/min，而且存在孕育期，擴展區(qū)和瞬段區(qū)三部分應(yīng)力腐蝕機理的機理一般認為有陽極溶解和氫致開裂晶間腐蝕說明:局部腐蝕

2、的一種。沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機械強度。而且金屬表面往往仍是完好的，但不能經(jīng)受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現(xiàn)于黃銅、硬鋁和一些含鉻的合金鋼中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學(xué)工廠的一個重大問題。晶間腐蝕是沿著或緊靠金屬的晶界發(fā)生腐蝕。腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤，看不出被破壞的跡象，但晶粒間結(jié)合力顯著減弱，力學(xué)性能惡化。不銹鋼、鎳基合金、鋁合金等材料都較易發(fā)生晶間腐蝕。不銹鋼的晶間腐蝕:不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱為晶間腐蝕。

3、產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到應(yīng)力作用時，即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀狀腐蝕。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分數(shù)必須大于12%。當(dāng)溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴散速度大于鉻的擴散速度。因為室溫時碳在奧氏體中的熔解度很小，約為0.02%0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C8等。但是由于鉻的擴散速度較小，來不及向晶界擴散，所以在晶間所形成的碳化鉻所

4、需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自晶界附近，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)量分數(shù)低到小于12%時，就形成所謂的“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區(qū)就會失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。 不銹鋼的晶間腐蝕含碳量超過0.03%的不穩(wěn)定的奧氏體型不銹鋼（不含鈦或鈮的牌號），如果熱處理不當(dāng)則在某些環(huán)境中易產(chǎn)生晶間腐蝕。這些鋼在425-815之間加熱時，或者緩慢冷卻通過這個溫度區(qū)間時，都會產(chǎn)生晶間腐蝕。這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最鄰近的區(qū)域鉻貧化使得這些區(qū)域?qū)Ωg敏感。敏化作用也可出現(xiàn)在焊接時，在焊接熱影響區(qū)造成其后的局部腐蝕。最通用的檢查不銹鋼敏感性

5、的方法是65%硝酸腐蝕試驗方法。試驗時將鋼試樣放入沸騰的65%硝酸溶液中連續(xù)48h為一個周期，共5個周期，每個周期測定重量損失。一般規(guī)定，5個試驗周期的平均腐蝕率應(yīng)不大于0.05mm/月。奧氏體型不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)的晶間腐蝕可用如下方法預(yù)防：使用低碳牌號00Cr19Ni10或00Cr17Ni14Mo2，或穩(wěn)定的牌號0Cr18Ni11Ti或0Cr18Ni11Nb.使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時碳化物沉淀出造成有害影響的數(shù)量。如果面品結(jié)構(gòu)件小，能夠在爐中進行熱處理，則可在1040-1150進行熱處理以溶解碳化鉻，并且在425-815區(qū)間快速冷卻以防止瑞沉淀。焊接鐵素體不銹鋼在某些介質(zhì)中也可能出現(xiàn)晶間腐

6、蝕。這是當(dāng)鋼從925以上快速冷卻時，碳化物或氧化物沉淀，金屬晶格應(yīng)變造成的，焊接后進行消除應(yīng)力熱處理可消除應(yīng)力并恢復(fù)耐腐蝕性能。在1Cr17不銹鋼中加入超過8倍碳含量的鈦，通?？蓽p少焊接鋼結(jié)構(gòu)在一些介質(zhì)中的晶間腐蝕。然而加入鈦在濃硝酸中不是有效的。奧氏體型不銹鋼的細分美國鋼鐵學(xué)會是用三位數(shù)字來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中： 奧氏體型不銹鋼用200系列(無鎳或低鎳的鉻錳氮不銹鋼)和300系列(鎳鉻不銹鋼)的數(shù)字標示， 鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數(shù)字表示。 在所有的鋼種里不銹鋼的種類和牌號較多，大概有上百個牌號，標準化和非標準化共有200個。 最常用的是如下品種: = 常用不銹鋼材

7、料對照表 = 日本 美國 英國 德國 法國 中國 SUS304 304 304S15 X5CrNi189 Z6CN18.09 0Cr18Ni9 SUS304L 304L 304S12 X2CrNi189 Z2CN18.09 00Cr18Ni10 SUS316 316 316S16 X5CrNiMo1810 Z6CND17.12 0Cr18Ni12Mo2Ti SUS316L 316L 316S12 X2CrNiMo1810 Z2CND17.12 00Cr17Ni14Mo2 SUS317 317 317S16 - 0Cr18Ni12Mo3Ti SUS317L 317L 317S12 X2CrNiM

8、o1816 Z2CND19.15 00Cr17Ni14Mo3 SUS321 321 321S12 X10CrNi189 Z6CNT18.10 0Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼的焊條選用要點: 不銹鋼主要用于耐腐蝕,但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此,在焊接不銹鋼時,焊條的性能必須與不銹鋼的用途相符。不銹鋼焊條必須根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用。 1、一般來說,焊條的選用可參照母材的材質(zhì),選用與母材成分相同或相近的焊條。如:A102對應(yīng)0Cr19Ni9;A137對應(yīng)1Cr18Ni9Ti。 2、由于碳含量對不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響,因此,一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹

9、鋼焊條。如316L必須選用A022焊條。 3、奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能。可通過焊接工藝評定進行驗證。 4、對于在高溫工作的耐熱不銹鋼(奧氏體耐熱鋼),所選用的焊條主要應(yīng)能滿足焊縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。 (1)對Cr/Ni1的奧氏體耐熱鋼,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奧氏體-鐵素體不銹鋼焊條,以焊縫金屬中含2-5%鐵素體為宜。鐵素體含量過低時,焊縫金屬抗裂性差;若過高,則在高溫長期使用或熱處理時易形成脆化相,造成裂紋。如A002、A102、A137。 在某些特殊的應(yīng)用場合,可能要求采用全奧氏體的焊縫金屬時,可采用比如A402、A407焊條等。 (2)對Cr/N

10、i<1的穩(wěn)定型奧氏體耐熱鋼,如Cr16Ni25Mo6等,一般應(yīng)在保證焊縫金屬具有與母材化學(xué)成分大致相近的同時,增加焊縫金屬中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保證焊縫金屬熱強性的同時,提高焊縫的抗裂性。如采用A502、A507。 5、對于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼,則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條,并保證其耐腐蝕性能(做焊接接頭的腐蝕性能試驗)。 (1)對于工作溫度在300以上、有較強腐蝕性的介質(zhì),須采用含有Ti或Nb穩(wěn)定化元素或超低碳不銹鋼焊條。如A137或A002等。 (2)對于含有稀硫酸或鹽酸的介質(zhì),常選用含Mo或含Mo和Cu的不銹鋼焊條如:A032、A052等。 (3)工作,

11、腐蝕性弱或僅為避免銹蝕污染的設(shè)備,方可采用不含Ti或Nb的不銹鋼焊條。 為保證焊縫金屬的耐應(yīng)力腐蝕能力,采用超合金化的焊材,即焊縫金屬中的耐蝕合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2類型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。 6、對于在低溫條件下工作的奧氏體不銹鋼,應(yīng)保證焊接接頭在使用溫度的低溫沖擊韌性,故采用純奧氏體焊條。如A402、A407。 7、也可選用鎳基合金焊條。如采用Mo達9%的鎳基焊材焊接Mo6型超級奧氏體不銹鋼。 8、焊條藥皮類型的選擇: (1)由于雙相奧氏體鋼焊縫金屬本身含有一定量的鐵素體,具有良好的塑性和韌性,從焊縫金屬抗

12、裂性角度進行比較,堿性藥皮與鈦鈣型藥皮焊條的差別不像碳鋼焊條那樣顯著。因此在實際應(yīng)用中,從焊接工藝性能方面著眼較多,大都采用藥皮類型代號為17或16的焊條(如A102A、A102、A132等)。 (2)只有在結(jié)構(gòu)剛性很大或焊縫金屬抗裂性較差(如某些馬氏體鉻不銹鋼、純奧氏體組織的鉻鎳不銹鋼等)時,才 考慮選用藥皮代號為15的堿性藥皮不銹鋼焊條(如A107、A407等)。 綜上所述,奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨特特點的,奧氏體不銹鋼的焊接時焊條選用尤其值得注意,只有這樣才能達到針對不同材料實施不同的焊接方法和不同材料的焊條,不銹鋼焊條必須根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用。這樣才有

13、可能能達到所預(yù)期的焊接質(zhì)量.不銹鋼的物理性能不銹鋼的物理性能 不銹鋼和碳鋼的物理性能數(shù)據(jù)對比，碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼，而略低于奧氏體型不銹鋼；電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增；線膨脹系數(shù)大小的排序也類似，奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最??；碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性，奧氏體型不銹鋼無磁性，但其冷加工硬化生成馬氏體相變時將會產(chǎn)生磁性，可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復(fù)其無磁性。 奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點： 1）高的電阻率，約為碳鋼的5倍。 2）大的線膨脹系數(shù)，比碳鋼大40，并隨著溫度的升高，線膨脹系數(shù)的數(shù)值也相應(yīng)地提高。 3）低的熱

14、導(dǎo)率，約為碳鋼的1/3。 不銹鋼的力學(xué)性 不論不銹鋼板還是耐熱鋼板，奧氏體型的鋼板的綜合性能最好，既有足夠的強度，又有極好的塑性同時硬度也不高，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數(shù)的其它金屬材料相似，其抗拉強度、屈服強度和硬度，隨著溫度的降低而提高；塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度1580°C范圍內(nèi)增長是較為均勻的。更重要的是：隨著溫度的降低，其沖擊韌度減少緩慢，并不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。 不銹鋼的耐熱性能 耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質(zhì)腐蝕的性能即熱穩(wěn)定性，同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。 316和

15、316L不銹鋼 316和317不銹鋼（317不銹鋼的性能見后）是含鉬不銹鋼種。317不銹鋼中的鉬含量略高明于316不銹鋼.由于鋼中鉬，該鋼種總的性能優(yōu)于310和304不銹鋼，高溫條件下，當(dāng)硫酸的濃度低于15和高于85時，316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能，所以通常用于海洋環(huán)境。 316L不銹鋼的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。 耐腐蝕性：耐腐蝕性能優(yōu)于304不銹鋼，在漿和造紙的生產(chǎn)過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不銹鋼還耐海洋和侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕。 耐熱性：在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續(xù)使

16、用中，316不銹鋼具有好的耐氧化性能：在800-1575度的范圍內(nèi)，最好不要連續(xù)作用316不銹鋼，但在該溫度范圍以外連續(xù)使用316不銹鋼時，該不銹鋼具有良好的耐熱性。316L不銹鋼的耐碳化物析出的性能比316不銹鋼更好，可用上述溫度范圍。 熱處理：在1850-2050度的溫度范圍內(nèi)進行退火，然后迅速退火，然后迅速冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬化。 焊接：316不銹鋼具有良好的焊接性能。可采用所有標準的焊接方法進行焊接。焊接時可根據(jù)用途，分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能，316不銹鋼鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。如果使用316L

17、不銹鋼，不需要進行焊后退火處理。 典型用途：紙漿和造紙用設(shè)備熱交換器、染色設(shè)備、膠片沖洗設(shè)備、管道、沿海區(qū)域建筑物外部用材料。 不銹鋼加工及施工深加工：易產(chǎn)生磨擦熱量所以使用耐壓、耐熱性高不銹鋼種同時成型加工結(jié)束后應(yīng)除掉表面附著的油。 焊接：焊接之前應(yīng)徹底除掉有害于焊接的銹 、油、水份、油漆等，選定適合鋼種的焊條。點焊時間距比碳鋼點焊間距短，除掉焊渣時應(yīng)使用不銹鋼刷。焊完以后，為了防止局部腐蝕或強度下降，應(yīng)對表面進行研磨處理或清洗。 切斷以及沖壓：由于不銹鋼比一般材料強度高，所以沖壓以及剪切時需要更高的壓力，而刀與刀間隙準確時才能不發(fā)生切變不良和加工硬化，最好采用等離子或激光切斷，當(dāng)不得不采用

18、氣割或電弧切斷時，對熱影響區(qū)進行研磨以及必要進行熱處理。 折彎加工：簿板可以折彎到180，但為了減少彎面的裂紋同半徑大小最好2倍板厚的，厚板沿壓延方向時給2倍板厚半徑，與壓延垂直方向。不銹鋼分類奧氏體不銹鋼：在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有

19、良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 奧氏體型鋼 (1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr1

20、8Ni12；(11) 0Cr23Ni13；(12)0Cr25Ni20；(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14) 00Cr17Ni14Mo2；(15) 0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti；(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti；(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23) 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18N

21、i9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni11Nb；(29) 0Cr18Ni13Si4 304 316是國外的牌號。不銹鋼有沒有磁性人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材，驗證其優(yōu)劣和真?zhèn)?，不吸無磁，認為是好的，貨真價實；吸者有磁性，則認為是冒牌假貨。其實，這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。 不銹鋼的種類繁多，常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類： 1、奧氏體型：如304、321、316、310等； 2、馬氏體或鐵素體型：如430、420、410等； 奧氏體型是無磁或弱磁性，馬氏體或鐵素體是有磁性的。 通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì)，一般來講是無磁或弱磁的，但

22、因冶煉造成化學(xué)成分波動或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性，但這不能認為是冒牌或不合格，這是什么原因呢？ 上面提到奧氏體是無磁或弱磁性，而馬氏體或鐵素體是帶磁性的，由于冶煉時成分偏析或熱處理不當(dāng)，會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。 另外，304不銹鋼經(jīng)過冷加工，組織結(jié)構(gòu)也會向馬氏體轉(zhuǎn)化，冷加工變形度越大，馬氏體轉(zhuǎn)化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，生產(chǎn)76管，無明顯磁感，生產(chǎn)9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些，生產(chǎn)方矩形管因變形量比圓管大，特別是折角部分，變形更激烈磁性更明顯。 要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性，可通過高溫固溶處

23、理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織，從而消去磁性。 特別要提出的是，因上面原因造成的304不銹鋼的磁性，與其他材質(zhì)的不銹鋼，如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的，也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。 這就告訴我們，如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性，應(yīng)判別為304或316材質(zhì)；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強磁性，因判別為不是304材質(zhì)。一、不銹鋼熱軋鋼板不銹鋼熱軋鋼板是用熱軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板。厚度不大于3mm的為薄板，厚度大于3mm的為厚板。用于化工、石油、機械、船舶等行業(yè)制造耐蝕零件、容器和設(shè)備。其分類和牌號如下：1奧氏體型鋼(1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(

24、3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr18Ni12；(11) 0Cr23Ni13；(12)0Cr25Ni20；(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14)00Cr17Ni14Mo；(15)0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19)1Cr18Ni12Mo3Ti；(20)0Cr18Ni12Mo3Ti；(21)0Cr18N

25、i12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23) 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18Ni9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni11Nb；(29) 0Cr18Ni13Si42奧氏體鐵素體型鋼（30）0Cr26Ni5Mo2；（31）00Cr18Ni5Mo3Si2；3鐵素體型鋼（32）0Cr13Al；(33) 00Cr12；(34)1Cr15；(35)1Cr17；(36)1Cr17Mo；(37)00Cr17Mo；(38)00Cr18Mo2；(39)00Cr30Mo

26、2；(40)00Cr27Mo4馬氏體型鋼（41）1Cr12；（42）0Cr13；（43）；1Cr13；（44）2Cr13；（45）3Cr13；（46）4Cr13；（47）3Cr16；（48）7Cr175沉淀硬化型鋼（49）0Cr17Ni7Al二、不銹鋼冷軋鋼板不銹鋼冷軋鋼板是用冷軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板，厚度不大于3mm的為薄板，厚度大于3mm的為厚板。用于制作耐腐蝕部件，石油、化工的管道、容器、醫(yī)療器械、船舶設(shè)備等，其分類和牌號如下：1奧氏體型鋼除與熱軋部分相同外（29種），還有：（1）2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni82奧氏體鐵素體型鋼除與熱軋部分相同外（2

27、種），還有：(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti3鐵素體型鋼除與熱軋部分相同外（9種），還有：00Cr174馬氏體型鋼除與熱軋部分相同外（8種），還有1Cr17Ni25沉淀硬化型鋼（49）0Cr17Ni7Al三、鐵素體、奧氏體、馬氏體簡介大家知道固態(tài)金屬及合金都是晶體，即在其內(nèi)部原子是按一定規(guī)律排列的，排列的方式一般有三種即：體心立方晶格結(jié)構(gòu)、面心立方晶格結(jié)構(gòu)和密排六方晶格結(jié)構(gòu)。金屬是由多晶體組成的，它的多晶體結(jié)構(gòu)是在金屬結(jié)晶過程中形成的。組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結(jié)構(gòu)：910以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的鐵，910以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的鐵。如果碳原子擠到鐵

28、的晶格中去，而又不破壞鐵所具有的晶格結(jié)構(gòu)，這樣的物質(zhì)稱為固溶體。碳溶解到鐵中形成的固溶體稱鐵素體，它的溶碳能力極低，最大溶解度不超過0.02%。而碳溶解到鐵中形成的固溶體則稱奧氏體，它的溶碳能力較高，最高可達2%。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。鋼在高溫時所形成的奧氏體，過冷到727以下時變成不穩(wěn)定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到230以下，這時奧氏體中的碳原子已無擴散的可能，奧氏體將直接轉(zhuǎn)變成一種含碳過飽和的固溶體，稱為馬氏體。由于含碳量過飽和，引起馬氏體強度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。不銹鋼的耐蝕性主要來源于鉻。實驗證明，只有含鉻量超過12%時鋼的耐蝕性能才會大大提高，因此，不銹鋼中的

29、含鉻量一般均不低于12%。由于含鉻量的提高，對鋼的組織也有很大影響，當(dāng)鉻含量高而碳含量很少時，鉻會使鐵碳平衡，圖上的相區(qū)縮小，甚至消失，這種不銹鋼為鐵素體組織結(jié)構(gòu)，加熱時不發(fā)生相變，稱為鐵素體型不銹鋼。當(dāng)含鉻量較低（但高于12%），碳含量較高，合金在從高溫冷卻時，極易形成馬氏體，故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。鎳可以擴展相區(qū)，使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多，使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結(jié)構(gòu)，則稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。四、我國和日本常用不銹鋼鋼號的近似對照1對照表：日本（JIS）中國（GB）SUS 304 0Cr18Ni9(0Cr19Ni9)SUS 304L 00Cr19Ni10(00Cr

30、18Ni10)SUS 309S 0Cr23Ni13SUS 310S 0Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2)SUS 316 0Cr17Ni12Mo2(0Cr18Ni12Mo2Ti)SUS 316L 00Cr17Ni14Mo2SUS 321 1Cr18Ni9Ti(0Cr18Ni9Ti)SUS 430 1Cr17SUS 403 1Cr12SUS 410 1Cr13SUS 420 J12Cr13SUS 420 J23Cr13SUS 431 1Cr17Ni22牌號后掇NO1表示熱軋后進行熱處理、酸洗或類似的處理；NO2表示冷軋后進行熱處理、酸洗或相應(yīng)處理；NO2B表示冷軋后進行熱處理、酸洗或類似

31、的處理，最后經(jīng)冷軋獲得適當(dāng)光潔度。如304NO1不銹鋼板表示牌號為304的熱軋不銹鋼板。再如321-2B表示牌號為321的冷軋不銹鋼板，表面要求冷軋后進行熱處理，酸洗或類似的處理，最后經(jīng)冷軋獲得適當(dāng)光潔度。鋼號特性用途奧氏體鋼30117Cr-7Ni-碳與304鋼相比，Cr、Ni含量少，冷加工時抗拉強度和硬度增高，無磁性，但冷加工后有磁性。列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、彈簧、篩網(wǎng)301L 17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301鋼基礎(chǔ)上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蝕性；通過添加N元素來彌補含C量降低引起的強度不足，保證鋼的強度。鐵道車輛構(gòu)架及外部裝飾材料30418Cr-8Ni作為一種用

32、途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強度和機械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，便用溫茺-196800）。家庭用品（1、2類餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸），汽車配件（風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品），醫(yī)療器具，建材，化學(xué)，食品工業(yè)，農(nóng)業(yè)，船舶部件304L 18Cr-8Ni-低碳作為低C的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304剛相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀；在未進行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196800。應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機器，建材耐熱零件及熱處理有困難的零件。304Cu 13

33、Cr-7.7Ni-2Cu因添加Cu其型性，特別是拔絲性和抗時效裂紋性好，故可進行復(fù)雜形狀的產(chǎn)品成形；其耐腐蝕性與304相同。保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門把手、紡織加工機器。304N1 18Cr-8Ni-N在304鋼的基礎(chǔ)上，減少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高強度，減少鋼材厚度。構(gòu)件、路燈、貯水罐、水管304N2 18Cr-8Ni-N與304相比，添加了N、Nb，為結(jié)構(gòu)件用的高強度鋼。構(gòu)件、路燈、貯水罐31618Cr-12Ni-2.5Mo因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用；加工硬化性優(yōu)（無磁性）。海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、

34、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、CD桿、螺栓、螺母316L 18Cr-12Ni-2.5Mo低碳作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。316鋼的用途中，對抗晶界腐蝕性有特別要求的產(chǎn)品32118Cr-9Ni-Ti在304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕；適合于在430900溫度下使用。航空器、排氣管、鍋爐汽包鐵素鐵鋼409L 11.3Cr-0.17Ti-低C、N因添加了Ti元素，故其高溫耐蝕性及高溫強度較好。汽車排氣管、熱交換機、集裝箱等在焊接后不熱處理的產(chǎn)品。410L 13Cr-低C在410鋼的基礎(chǔ)上，降低了含C量，其加工性，抗焊接變形，

35、耐高溫氧化性優(yōu)秀。機械構(gòu)造用件，發(fā)動機排氣管，鍋爐燃燒室，燃燒器。43016Cr作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率低，成形性及耐氧化性優(yōu)。耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品2類餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、 CD桿、篩網(wǎng)430J1L 18-Cr0.5Cu-Nb-低C、N在430鋼中，添加了Cu、Nb等元素；其耐蝕性、成形性、焊接性及耐高溫氧化性良好。建筑外部裝飾材料，汽車零件，冷熱水供給設(shè)備。436L 18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有Nb、Zr元素，故其加工性，焊接性優(yōu)秀。洗衣機、汽車排氣管、電子產(chǎn)品、3層底的鍋。馬氏體鋼41013Cr-低碳作為馬氏體

36、鋼的代表鋼，雖然強度高，但不適合于苛酷的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好，依熱處理面硬化（有磁性）。刀刃、機械零件、石油精練置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具（刀叉）。420J1 13Cr-0.2C淬火后硬度高，耐蝕性好（有磁性）。餐具（刀）、渦輪機葉片420J2 13Cr-0.3C淬火后，比420J1鋼硬度升高（有磁性）。刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具（剪刀、刃）。序號牌號類型特性和用途11Cr17Ni7奧氏體型經(jīng)冷加工有高的強度。鐵道車輛，傳送帶螺栓螺母用20Cr18Ni9奧氏體型作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，食品用設(shè)備，一般化工設(shè)備，原子能工業(yè)用設(shè)備30Cr19Ni9N奧氏體型在牌號0Cr19Ni9上加

37、N，強度提高，塑性不降低。使材料的厚度減少。作為結(jié)構(gòu)用強度部件400Cr19Ni10奧氏體型比0Cr19Ni9碳含量更低的鋼，耐晶間腐蝕性優(yōu)越，為焊接后不進行熱處理部件類500Cr18Ni10N奧氏體型在牌號00Cr19Ni10上添加N，具有以上牌號同樣特性，用途與0Cr19Ni9N相同，但耐晶間腐蝕性更好61Cr18Ni9Ti奧氏體型作焊芯、抗磁儀表、醫(yī)療器械、耐酸容器及設(shè)備襯里輸送管道等設(shè)備和零件（本鋼種國標不推薦使用）70Cr18Ni10Ti奧氏體型添加Ti提高耐晶間腐蝕性，不推薦作裝飾部件80Cr17Ni12Mo2奧氏體型在海水和其他各種介質(zhì)中，耐腐蝕性比0Cr19Ni9好。主要作耐點

38、蝕材料90Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體型用于抵抗硫酸、磷酸、蟻酸、醋酸的設(shè)備，有良好耐晶間腐蝕性100Cr17Ni12Mo2N奧氏體型在牌號0Cr17Ni12Mo2中加入N，提高強度，不降低塑性，使材料的厚度減薄。作耐腐蝕性較好的強度較高的部件1100Cr17Ni14Mo2奧氏體型為0Cr17Ni14Mo2的超低碳鋼，比0Cr17Ni14Mo2耐晶間腐蝕性好1200Cr17Ni13Mo2N奧氏體型在牌號00Cr17Ni14Mo2中加入N，具有以上牌號同樣特性，用途與0Cr17Ni12Mo2N相同，但耐晶間腐蝕性更好130Cr19Ni13Mo3奧氏體型耐點腐蝕性比0Cr17Ni2Mo2好，作

39、染色設(shè)備材料等1400Cr19Ni13Mo3奧氏體型為0Cr19Ni13Mo3的超低碳鋼，比0Cr19Ni13Mo3耐晶間腐蝕性好150Cr18Ni11Nb奧氏體型含Nb提高耐晶間腐蝕性160Cr25Ni20奧氏體型抗氧化性比0Cr23Ni13好。實際上多作為耐熱鋼使用如何識別不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材，驗證其優(yōu)劣和真?zhèn)危晃鼰o磁，認為是好的，貨真價實；吸者有磁性，則認為是冒牌假貨。其實，這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。 不銹鋼的種類繁多，常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類： 1奧氏體型：如304、321、316、310等； 2馬氏體或鐵素體型：如430、420、410等；

40、奧氏體型是無磁或弱磁性，馬氏體或鐵素體是有磁性的。 通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì)，一般來講是無磁或弱磁的，但因冶煉造成化學(xué)成分波動或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性，但這不能認為是冒牌或不合格，這是什么原因呢？ 上面提到奧氏體是無磁或弱磁性，而馬氏體或鐵素體是帶磁性的，由于冶煉時成分偏析或熱處理不當(dāng)，會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣，304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。 另外，304不銹鋼經(jīng)過冷加工，組織結(jié)構(gòu)也會向馬氏體轉(zhuǎn)化，冷加工變形度越大，馬氏體轉(zhuǎn)化越多，鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶，生產(chǎn)76管，無明顯磁感，生產(chǎn)9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些

41、，生產(chǎn)方矩形管因變形量比圓管大，特別是折角部分，變形更激烈磁性更明顯。 要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性，可通過高溫固溶處理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織，從而消去磁性。 特別要提出的是，因上面原因造成的304不銹鋼的磁性，與其他材質(zhì)的不銹鋼，如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的，也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。 這就告訴我們，如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性，應(yīng)判別為304或316材質(zhì)；如果與碳鋼的磁性一樣，顯示出強磁性，因判別為不是304材質(zhì)。 不銹鋼為什么也生銹? 當(dāng)不銹鋼管表面出現(xiàn)褐色銹斑（點）的時候，人們大感驚奇：認為 “不銹鋼是不生銹的，生銹就不是不銹鋼了，可能是鋼質(zhì)出現(xiàn)

42、了問題”。 其實，這是對不銹鋼缺乏了解的一種片面的錯誤看法。不銹鋼在一定的 條件下也會生銹的。 不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力-即不銹性，同時也具有在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中耐腐蝕的能力-即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是 隨其鋼質(zhì)本身化學(xué)組成、加互狀態(tài)、使用條件及環(huán)境介質(zhì)類型而改變的。 如304鋼管，在干燥清潔的大氣中，有絕對優(yōu)良的抗銹蝕能力，但將它移到海濱地區(qū)，在含有大量鹽份的海霧中，很快就會生銹了；而316鋼管則表現(xiàn)良好。因此，不是任何一種不銹鋼，在任何環(huán)境下都能耐腐蝕, 不生銹的。 不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩(wěn)定的富鉻氧化膜（防護膜），防止氧原子的繼續(xù)滲入、繼續(xù)氧化，而獲得抗銹

43、蝕的能力。一旦有某種原因，這種薄膜遭到了不斷地破壞，空氣或液體中氧原 子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來，形成疏松的氧化鐵，金 屬表面也就受到不斷地銹蝕。這種表面膜受到破壞的形式很多，日常生活中多見的有如下幾種： 1.不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個微電池，引發(fā)了電化學(xué)反應(yīng)，保護膜受到破壞，稱之謂電化學(xué)腐蝕。 2.不銹鋼表面粘附有機物汁液（如瓜菜、面湯、痰等），在有水氧 情況下，構(gòu)成有機酸，長時間則有機酸對金屬表面的腐蝕。 3.不銹鋼表面粘附含有酸、堿、鹽類物質(zhì)（如裝修墻壁的堿水、石灰水噴濺），引起局

44、部腐蝕。 4.在有污染的空氣中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣 ），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液點，引起化學(xué)腐蝕。 以上情況均可造成不銹鋼表面防護膜的破壞引發(fā)銹蝕。所以，為確保金屬表面永久光亮，不被銹蝕，我們建議： 1.必須經(jīng)常對裝飾不銹鋼表面進行清潔擦洗，去除附著物，消除引發(fā)修飾的外界因素。 2. 海濱地區(qū)要使用316材質(zhì)不銹鋼，316材質(zhì)能抵抗海水腐蝕。 3.市場上有些不銹鋼管化學(xué)成分不能符合相應(yīng)國家標準，達不到304 材質(zhì)要求。因此也會引起生銹，這就需要用戶認真選擇有信譽廠家的產(chǎn)品 什么是奧氏體？碳溶解到面心立方結(jié)構(gòu)（鐵晶體中，鐵原子分布在立方體的八個頂點及六個面的中心處，不

45、銹鋼中鐵晶體中的鐵原子被部分其他金屬原子取代）的鐵中形成的固熔體叫奧氏體。奧氏體中的碳含量可達2%，質(zhì)軟而韌，塑性也好什么是超奧氏體不銹鋼？工藝性能: 與其他常用的Cr-Ni奧氏體鋼一樣，具有良好的冷，熱加工性能。 熱鍛時最高加熱溫度可達1180攝氏度，最低停鍛溫度不小于900攝氏度。 此鋼熱成型可在1000-1150攝氏度進行。 該鋼的熱處理工藝為1100-1150攝氏度，加熱后快冷。 此鋼雖可采用通用的焊接工藝進行焊接，但是最恰當(dāng)?shù)暮附臃椒ㄊ鞘止る娀『负玩u極氬弧焊。 當(dāng)采用手工電弧焊焊接不大于6毫米板材時焊條直徑不大于2.5毫米；當(dāng)板厚大于6毫米時焊條直徑小于 3.2毫米。 當(dāng)焊后需熱處理

46、時，可以在1075-1125攝氏度加熱后快冷進行處理。 用鎢極氬弧焊焊接時的填充金屬可用同材焊條，焊后焊縫須經(jīng)酸洗，鈍化處理。 耐腐蝕性能 00Cr20Ni25Mo4.5Cu鋼主要系為解決硫酸的腐蝕而發(fā)展的。11 同時也耐常壓下任何濃度，任何溫度醋酸的腐蝕。 它在甲酸，磷酸中，在甲酸與醋酸的混合酸中的耐蝕性能也很好。 采用GB1223-75中T法檢驗OOCr20Ni25Mo4.5Cu鋼的晶間腐蝕傾向的結(jié)果顯示,當(dāng)鋼中含C0.038%時，此鋼出現(xiàn)晶間腐蝕需經(jīng)敏化1小時以上，因此，即使焊接厚度不大于30mm部件時，只要焊接工藝適當(dāng)，便沒有晶間腐蝕的危險。 通過孔蝕電位測定和孔蝕試驗結(jié)果顯示，00C

47、r20Ni25Mo4.5Cu優(yōu)于00Cr18Ni10和00Cr18Ni14Mo2等低牌號Cr-Ni奧氏體鋼。 由于00Cr20Ni25Mo4.5Cu鋼中Ni量達25%,故耐應(yīng)力腐蝕性能亦較一般Cr-Ni奧氏體鋼為佳。 一般說來，在含氯離子的水介質(zhì)中，當(dāng)用18-8，18-12-Mo不銹鋼出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕破裂時，選擇00Cr20Ni25Mo4.5Cu常?？梢苑乐故鹿实陌l(fā)生。 超級奧氏體不銹鋼是屬于高鎳高鉬而且含有銅、氮的奧氏體不銹鋼,主要應(yīng)用于苛刻的酸性介質(zhì)中，在純磷酸中表現(xiàn)最好。對點蝕和縫縫腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂和一般性腐蝕都有良好的抗腐蝕性。 奧氏體不銹鋼是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。

48、該鋼中含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高 Cr-Ni系列鋼。 奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化。如加入S，Ca，Se，Te 等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕

49、性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 不銹鋼1 概述 不銹鋼是指具有抗腐蝕性能的一類鋼種。通常所說的不銹鋼是不銹鋼與耐酸鋼的總稱。不銹鋼不一定耐酸，但耐酸鋼同時又是不銹鋼。所謂不銹鋼是指能抵抗大氣及弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼種。腐蝕速度<0.01 mm/年者分完全耐蝕腐蝕速度<0.1 mm/年者為耐蝕。所謂的耐酸鈉是指在各種強腐蝕介質(zhì)中能耐他的鋼腐蝕速度<0.1mm/年者為完全耐蝕，腐蝕速度<1mm/年者為耐蝕。因此不銹鋼并不是不腐蝕、只不過腐 蝕速度較慢而已、絕對不被腐蝕的鋼是不存在的。 值得注意的是在同一介質(zhì)中不同種類的不銹鋼腐蝕速

50、度大不相同而同一種不銹鋼在不同的介質(zhì)中腐蝕行為也大不一樣。例如Ni-Cr不銹鋼在氧化性介質(zhì)中的耐蝕性很好但在非氧化介質(zhì)中(如鹽酸)的耐蝕性就不好了。因此掌握各類不銹鋼的特點、對于正確選擇和使用不銹鋼是很重要的。 不銹鋼不僅要耐蝕，還要承受或傳遞載荷，因此還需要具有較好的力學(xué)性能。不銹鋼一般以板、管等型材加工成構(gòu)件或零件，因此要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。 不銹鋼按典型正火組織分為：鐵素體(F)型不銹鋼，馬氏體M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼及奧氏體-鐵素體(A-F)雙相型不銹鋼及沉淀硬化或過渡型)不銹鋼。 2 金屬腐蝕 一、金屬的腐蝕過程 在外界介質(zhì)的作用下使金屬逐漸受到破壞的現(xiàn)象

51、稱為腐蝕。腐蝕基本上有兩種形式：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。在生產(chǎn)實際中遇到的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕中不產(chǎn)生電流，巨在腐蝕過程中形成某種腐蝕產(chǎn)物。這種腐蝕產(chǎn)物一般都覆蓋在金屬表面上曬成一層膜 ，使金屬與介質(zhì)隔離開來。如果這層化學(xué)生成物是穩(wěn)定、致密、完整并同金屬表層牢固結(jié)合的，則將大大減輕甚至可以防止腐蝕的進一步發(fā)展，對金屬起保護作用。形成保護膜的過程稱為鈍化。例如，生成SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜 ，這些氧化膜結(jié)構(gòu)致密、完整、無疏松、無裂紋且不易剝落，可起到保護基體金屬、避免繼續(xù)氧化的作用。例如鐵在高溫氧化時生成的Fe2O3。反之，有些氧化膜是不連續(xù)的 ，或者是多孔狀的對基體金屬

52、沒有保護作用。例如有些金屬的氧化物，如Mo2O3、WO3在高溫下具有揮發(fā)性 ，完全沒有覆蓋基體的保護作用。 可見，氧化膜的產(chǎn)生及氧化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)腐蝕的重要特征。因此，提高金屬耐化學(xué)腐蝕的能力 ，主要是通過合金化或其它方法，在金屬表面形成一層穩(wěn)定的、完整階致密的并與基體結(jié)合牢固的氧化膜(也稱為鈍化膜入電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的更重要、更普遍的形式它是由不同的金屬或金屬的不同朝之間的電極電位不同而構(gòu)成原電池所產(chǎn)生的。這種原電池腐蝕是在顯微組織之間產(chǎn)生的故又稱之為微電池腐蝕。電化學(xué)腐蝕的特點是有電介質(zhì)存在 ，不同金屬之間、金屬微區(qū)之間或相之間有電位差異連通或接觸，同時有腐蝕電流產(chǎn)生。 二、腐蝕類

53、型 金屬材料在工業(yè)生產(chǎn)中的腐蝕失效形式是多種多樣的。不同材料在不同負荷及不同介質(zhì)環(huán)境的作用下，其腐蝕形式主要有以下幾類： 一般腐蝕：金屬裸露表面發(fā)生大面積的較為均勻的腐蝕，雖降低構(gòu)件受力有效面積及其使用壽命，但比局部腐蝕的危害性小。 晶間腐蝕：指沿品界進行的腐蝕，使晶粒的連接遭到破壞。這種腐蝕的危害性最大，它可以便會金變脆或喪失強度，敲擊時失去金屬聲響，易造成突然事故。品同腐蝕為奧氏體不銹鋼的主要腐蝕形式，這是由于品界區(qū)域與晶內(nèi)成分或應(yīng)力有差別 ，引起品界區(qū)域電極電位顯著降低而造成的電極電位助差別所致。 應(yīng)力腐蝕：金屬在腐蝕介質(zhì)及拉應(yīng)力(外加應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力)的共同作用下產(chǎn)生破裂現(xiàn)象。斷裂方式主要

54、是沿晶的、也有 穿晶的，這是一種危險的低應(yīng)力脆性斷裂、在氯化和堿性氛氧化物或其它水溶性介質(zhì)中常發(fā)生應(yīng)力腐蝕，在許多設(shè)備的事故中占相當(dāng)大的比例。 點腐蝕：點腐蝕是發(fā)生在金屬表面局部區(qū)域的一種腐蝕破壞形式、點腐蝕形成后能迅速地向深處發(fā)展，最后穿透金屬。點腐蝕危害性很大庸 ，尤其是對各種容器是極為不利的。出現(xiàn)點腐蝕后應(yīng)及時磨光或涂漆，以避免腐蝕加深。 點腐蝕產(chǎn)生的原因是在介質(zhì)的作用下，金屬表面鈍化膜受到局部損壞而造成的?；蛘咴诤新入x子的介質(zhì)中，材料表面缺陷疏松及非金屬夾雜物等都可引起點腐蝕。 腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質(zhì)及交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞、其特點是產(chǎn)生腐蝕坑和大量裂紋。顯著降低鋼的疲勞強度，導(dǎo)

55、致過早斷裂。腐蝕疲勞不同于機械疲勞，它沒有一定的疲勞極限 ，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，疲勞強度一直是下降的。 除了上述各種腐蝕形式以外，還有由于宏觀電池作用而產(chǎn)生的腐蝕。例如，金屬構(gòu)件中鉚釘與鉚接材料不同、異種金屬的焊接、船體與螺旋槳材料不同等因電極電位差別而造成的腐蝕。 從上述腐蝕機理可見，防止腐蝕的著眼點應(yīng)放在：盡可能減少原電池數(shù)量，使鋼的表面形成一層穩(wěn)定的、完整的、與鋼的基體結(jié)合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下 ，盡可能減少兩極間的電極電位差。 3 不銹鋼的合金化原理 提高鋼耐蝕性的方法很多，如表面鎮(zhèn)一層耐蝕金屬、涂敷非金屬層、電化學(xué)保護和改變腐蝕環(huán)境介質(zhì)等。但是利用合金化方法 ，提高材料本

56、身的耐蝕性是最有效的防止腐蝕破壞的措施之一，其方法如下； (1)加入合金元素，提高鋼基體的電極電位，從而提高鋼的抗電化學(xué)腐蝕能力。一般住鋼中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其電極電位。由于Ni較缺，Si的大量加入會使鋼變脆，因此 ，只有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。 Cr 能提高鋼的電極電位，但不是呈線性關(guān)系、如圖5.1所示。實驗證呼鋼的電極電位隨合金元素的增加，存在著一個量變到質(zhì)變的關(guān)系，遵循1/8規(guī)律。當(dāng)Cr含量達到一定值時即1/8原子(l/8、2/8、3/8)時 ，電極電位將有一個突變。因此，幾乎所有的不銹鋼中，Cr含量均在12.%5(原子)以上，即11.7%(質(zhì)量)以上。 (2)加入合金元素使鋼的表面形成一層穩(wěn)定的、完整的與鋼的基體結(jié)合牢固的純化膜。從而提高鋼的耐化學(xué)腐蝕能力。如在鋼中加入 Cr,Si.Al等合金元素 ，使鋼的表層形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜 ，就可提高鋼的耐蝕性。 (3)加入合金元素使鋼在常溫時能以單相狀態(tài)存在，減少微電池數(shù)目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數(shù)量的Cr或CrNi,使鋼在室溫下獲得單相鐵 素體或單相奧氏體。 (4)加入Mo、Cu等元素，提高鋼抗非氧化性酸腐蝕的能力。 (5)加入Ti，Nb等