鉬元素在提高不銹鋼耐腐蝕性中的作用

鋁元素在提高不銹鋼耐腐蝕性中的作用鋁最常見的應(yīng)用是生產(chǎn)不銹鋼和銀基合金。鋁被廣泛認(rèn)為可以提高不銹鋼的耐點(diǎn)蝕性能，因此是不銹鋼成分中的關(guān)鍵合金元素。雙相、超雙相和奧氏體不銹鋼都在制造過程中使用鑰。什么是不銹鋼？對(duì)于一種被視為不銹鋼的鋼，它必須含有至少10.5%的輅。在該閾值以上，它促進(jìn)形成高度穩(wěn)定的鈍化膜，該鈍化膜在暴露于含氧環(huán)境時(shí)立即形成。這種非常薄的自修復(fù)層可以在各種溫度下提供保護(hù)，免受從海水到酸的各種惡劣環(huán)境的影響。增加貉含量通常會(huì)增加耐腐蝕性，這與較厚的鈍化膜有關(guān)。由于不銹鋼固有的耐腐蝕性，一般的表面腐蝕很少成為問題。在鈍化膜中可能存在缺陷或弱點(diǎn)的情況下，更容易發(fā)生點(diǎn)蝕。PREN計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鋁可以提高耐點(diǎn)蝕性能。因此，它是計(jì)算耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)（PREN值）的主要組成部分。此PREN值可用于比較不同等級(jí)，但不能安全地用于預(yù)測特定應(yīng)用中等級(jí)的絕對(duì)性能。這是一種根據(jù)不同類型金屬的化學(xué)成分比較其耐點(diǎn)蝕性能的有用理論方法。最廣泛接受的PREN配方利用絡(luò)、鋁和氮的含量,即PREN=%Cr+3.3x%Mo+16x%No由于大多數(shù)產(chǎn)品規(guī)格允許一系列成分，某些最終用戶也會(huì)指定最小PREN值，以確保足夠的耐腐蝕性。PREN計(jì)算結(jié)果因此，可以看出，鋁含量的增加比絡(luò)的耐點(diǎn)蝕性提高得更大。原則上，添加越來越多的鋁會(huì)迅速提高合金的性能。那么，為什么這個(gè)簡單的邏輯沒有得到更廣泛的遵循呢？提高鋁含量對(duì)合金的成本有直接影響。與銘相比，它目前的成本高出約4倍，這抵消了PREN計(jì)算中的正因子(3.3)o然而，為了保持奧氏體不銹鋼良好的機(jī)械和物理財(cái)產(chǎn)，為了提高耐腐蝕性而增加的銘或鋁必須通過鎮(zhèn)和作為“奧氏體形成劑”的一系列其他元素來抵消。與絡(luò)相比，鋁在形成奧氏體方面的系數(shù)為1.5O因此，只要耐點(diǎn)蝕性的提高(與銘相比)大于保持奧氏體所需的額外鎮(zhèn)含量，添加鋁而不是銘就更具成本效益。向不銹鋼中添加鋁已被證明可以增加點(diǎn)蝕和再鈍化電位，從而通過減少鈍化膜中的點(diǎn)缺陷數(shù)量來提高鈍化膜的電阻。鋁降低了確保鈍化所需的氧化作用的強(qiáng)度，并降低了先前形成的鈍化膜破裂的趨勢。此外，鋁降低了合金在酸化氯化物溶液中的臨界溶解速率，鋁含量較高的合金可以在強(qiáng)酸中保持被動(dòng)狀態(tài)。因此，已經(jīng)證明，增加鋁通過增加鈍化膜的保護(hù)性和降低點(diǎn)蝕生長速率來提高耐點(diǎn)蝕性。奧氏體不銹鋼316L合金(UNSS31603、1.4404、17-12-2)含有約2%的鋁，這是其與304L合金的主要區(qū)別。通過添加鋁，可以顯著提高耐點(diǎn)蝕性能，這意味著它可以用于更具腐蝕性的環(huán)境,包括制藥設(shè)備、街道家具和扶手，以及船用固定裝置和配件。Nitronic50(Fermonic50sXM-19SUNSS20910.1,3964)是一種合金化程度高得多的奧氏體不銹鋼。與PREN約為25的316L合金相比，該等級(jí)的PREN為34。它含有1.5-3。%的鋁,通過較高的鏢含量(11.5-13.5%)來平衡鋁，以保持完全的奧氏體微觀結(jié)構(gòu)。這意味著它具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，具有奧氏體不銹鋼的所有優(yōu)點(diǎn)，即優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度、韌性和易于制造。它最廣泛地用于閥桿的生產(chǎn),但也因其非磁性而用于井下工具，以及316L合金不夠的船用部件。合金alloy254(F44,UNSS31254,1.4547,254SMO,6M0)可能是胡添加劑最極端的應(yīng)用之一，含量為6%。結(jié)果，PREN值為43,其等于或大于大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)合金，盡管由于含有更昂貴的合金添加劑而付出了代價(jià)。它將用于雙相和超雙相不銹鋼可能不合適的非常激進(jìn)的應(yīng)用中，例如在海上煙氣脫硫裝置中，操作溫度可能超過超雙相等級(jí)的最高工作溫度。雙相不銹鋼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2205雙工(合金2205sSanmac2205、SAF2205、L4462、F51/F60、S31803/S32205)使用3.0-3.5%的鋁，這有助于將其PREN值提高到34。這相當(dāng)于Nitronic50/XM19不銹鋼，但價(jià)格要低得多。這種成本效益解釋了為什么它被廣泛用于標(biāo)準(zhǔn)3xx系列不銹鋼不夠耐腐蝕的應(yīng)用中。超級(jí)雙工不銹鋼最受歡迎的超級(jí)雙相不銹鋼等級(jí)，包括Ferralium255、SAF2507(S32750.F53、1.4410)和S32760(F55、1.4501),都含有約3.0%的鋁，這有助于實(shí)現(xiàn)PREN>40o超級(jí)雙相不銹鋼具有令人難以置信的高強(qiáng)度和耐腐蝕性，這主要是由于其貉和氮含量的提高，以及更少量的昂貴的銀和鋁合金添加劑。然而，一定量的鋁有助于提高耐點(diǎn)蝕性，與其他合金添加劑協(xié)同作用。銀基合金大量銀基合金都含有約3.0%的鋁，這與奧氏體、雙相和超雙相不銹鋼的原因完全相同，以提高耐點(diǎn)蝕性能。在這個(gè)級(jí)別上，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁性能的成本效益最高。鋁含量約為30%的合金包括718合金(inconel718sUNSN07718.2.4668)、825合金(Incoloy825、UNSNO8825.2,4858)和925合金(Incoloy925.UNSN09925)。625合金(inconel625sUNSN06625、2,4856)和725合