不銹鋼的特點與選用

時間：2014-02-27 12:01:58 來源：作者：

二、腐蝕類型
    金屬材料在工業生產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環境的作用下，其腐蝕形式主要有以下幾類：
    一般腐蝕：金屬裸露表面發生大面積的較為均勻的腐蝕，雖降低構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，它可以使金屬變脆或喪失強度，敲擊時失去金屬聲響，易造成突然事故。晶間腐蝕為奧氏體不銹鋼的主要腐蝕形式，這是由于晶界區域與晶內成分或應力有差別，引起晶界區域電極電位顯著降低而造成的電極電位助差別所致。
    應力腐蝕：金屬在腐蝕介質及拉應力（外加應力或內應力）的共同作用下產生破裂現象。斷裂方式主要是沿晶的、也有穿晶的，這是一種危險的低應力脆性斷裂、在氯化介質和堿性氧化物或其它水溶性介質中常發生應力腐蝕，在許多設備的事故中占相當大的比例。
   點腐蝕：點腐蝕是發生在金屬表面局部區域的一種腐蝕破壞形式、點腐蝕形成后能迅速地向深處發展，最后穿透金屬。點腐蝕危害性很大，尤其是對各種容器是極為不利的。出現點腐蝕后應及時磨光或涂漆，以避免腐蝕加深。
    點腐蝕產生的原因是在介質的作用下，金屬表面鈍化膜受到局部損壞而造成的。或者在含有氯離子的介質中，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：金屬在腐蝕介質及交變應力作用下發生的破壞、其特點是產生腐蝕坑和大量裂紋。顯著降低鋼的疲勞強度，導致過早斷裂。腐蝕疲勞不同于機械疲勞，它沒有一定的疲勞極限，隨著循環次數的增加，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生的腐蝕。例如，金屬構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放在：盡可能減少原電池數量，使鋼的表面形成一層穩定的、完整的、與鋼的基體結合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下，盡可能減少兩極間的電極電位差。

不銹鋼的合金化原理
    提高鋼耐蝕性的方法很多，如表面涂一層耐蝕金屬、涂敷非金屬層、電化學保護和改變腐蝕環境介質等。但是利用合金化方法，提高材料本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腐蝕能力。一般鋼中加入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，但不是呈線性關系、如圖5.1所示。實驗證明鋼的電極電位隨合金元素的增加，存在著一個量變到質變的關系，遵循1/8規律。當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.%（原子）以上，即11.7%（質量）以上。
（2）加入合金元素使鋼的表面形成一層穩定的、完整的與鋼的基體結合牢固的純化膜。從而提高鋼的耐化學腐蝕能力。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存在，減少微電池數目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數量的Cr或Cr－Ni,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，提高抗腐蝕的能力。
（5）加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶間偏析，從而減輕了晶間腐蝕傾向。
（6）加入Mn、N等元素，代替部分Ni獲得單相奧氏體組織，同時能大大提高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性。
不銹鋼的種類和特點
    不銹鋼有兩種分類法：一種是按合金元素的特點，劃分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼；
另一種是按在正火狀態下鋼的組織狀態，劃分為M不銹鋼、F不銹鋼、A不銹鋼、A一F雙相不銹鋼。

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