1. 鉻(ge)、鉬、氮元素對不銹鋼耐蝕性(xing)能的影(ying)響


  不銹鋼的耐大氣腐蝕性,基本上和耐點腐(fu)蝕(shi)性一樣,隨著鉻含量的增加會有所提高。通過大氣曝露確認的數據,其中Schmitt等(1969年)把改變了鉻含量的Fe-0.5%~28%Cr合金在美國國內的4個地方曝露了長達8年的結果。該試驗認為Cr含量如果大約為12%時,幾乎可以無視不銹鋼在大氣中重量的減少,但在海鹽離子附著的沿海地帶,按照其影響程度的不同,有必要把鉻含量增大到15.7%或18.5%以上,以確保耐腐蝕性。至今還沒有把鉬含量的影響進行系統研究的結果,但根據Truman(1979)把不同的鉬含量18Cr-8Ni和17Cr在工業地帶曝露了長達5年的結果,可以看出隨著鉬含量的增加,重量明顯地會有所減少。


  根據鋼中的耐點腐蝕性和有效的合金元素鉻、鉬、氮含量整理的日本國內的大氣曝露結果如圖5.4(1982年)所示。從圖5.4 中可以得出各個曝露地的試驗片的外觀參量可根據這些元素的含有量進行整理。此外,在海上曝露長達3年的試驗片的最大點腐蝕深度如圖5.5 (1989年)所示。由圖5.4可見,隨著表示鉻、鉬、氮含量的點腐蝕指數的增加,最大點腐蝕深度會有所變小;但同一指數的情況下,奧氏體系不銹鋼比鐵素體系的點腐蝕深度淺。通過外觀參量進行比較,高純度鐵素體系不銹鋼比奧氏體系顯示了更高的值。


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  以(yi)表面的顯色面積率(WA)為基準(zhun),用RN=3(2-logWA)表示)此后(hou),矢澤(ze)等(1994年(nian))(1995年(nian))通過(guo)試(shi)驗表明,高(gao)鉻不銹(xiu)鋼(gang)的耐蝕性隨著點腐蝕指數(鐵素(su)體系:Cr+3.3Mo;奧氏(shi)體系:Cr+3.3Mo+16N)的增加(jia)會有所提高(gao),但點腐蝕指數值相(xiang)同的情(qing)況下,鐵素(su)體系不銹(xiu)鋼(gang)比雙(shuang)相(xiang)和(he)奧氏(shi)體系不銹(xiu)鋼(gang)生(sheng)銹(xiu)少,而且光澤(ze)的保(bao)持(chi)情(qing)況很(hen)好。


2. 其他元素對不銹鋼耐蝕性能的影響


  雖然關于其他(ta)元(yuan)素對(dui)耐大氣腐(fu)蝕(shi)性的(de)(de)影響(xiang)并(bing)沒有進行太(tai)多的(de)(de)探討,但在日本國內,隨著含Cu-Nb的(de)(de)18Cr鐵素體系不銹鋼的(de)(de)開發(fa),對(dui)銅對(dui)鐵素體系不銹鋼的(de)(de)耐大氣腐(fu)蝕(shi)性的(de)(de)影響(xiang)特別引(yin)人(ren)注目。


  山(shan)本等人(1982年),研究(jiu)了銅(tong)元素對19Cr-0.5Cu-Nb鋼耐銹性(xing)的(de)(de)影響。即使添加Cu,生(sheng)銹點(dian)也不(bu)會變大,只是(shi)一部分(fen)有(you)所停止;而(er)(er)且Cu有(you)利于鈍(dun)態的(de)(de)穩定(ding)(ding)化,所以不(bu)僅(jin)在受(shou)氯離子影響很強的(de)(de)沿海地(di)區,而(er)(er)且在工業地(di)帶的(de)(de)二氧(yang)化硫環(huan)境當中(zhong),也具有(you)一定(ding)(ding)的(de)(de)耐銹性(xing)。


  另(ling)一(yi)方面,伊(yi)藤等人(1983年(nian)(nian))調查了(le)(le)影(ying)響海洋性(xing)(xing)大氣(qi)(qi)中的(de)(de)(de)耐大氣(qi)(qi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)系不銹鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)Cr含量(2%~20%)和19Cr-0.4Nb-0.5Cu鋼(gang)(gang)BA材料的(de)(de)(de)Si(0.3%~0.6%)所產(chan)生的(de)(de)(de)影(ying)響。若(ruo)Cr含量增加,其耐大氣(qi)(qi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)也(ye)會增強;而且當(dang)BA材料的(de)(de)(de)表面的(de)(de)(de)硅(gui)(gui)的(de)(de)(de)濃度(du)較大時(shi),銹難以向兩邊(bian)擴展(zhan),證(zheng)明(ming)(ming)(ming)了(le)(le)耐銹性(xing)(xing)很好。樽(zun)谷等(1991年(nian)(nian))也(ye)證(zheng)明(ming)(ming)(ming)了(le)(le)他們開發的(de)(de)(de)汽(qi)車鑄(zhu)模用的(de)(de)(de)17Cr-0.4Nb-0.4Cu鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)BA材料,其中硅(gui)(gui)在表面濃縮(suo)成二氧(yang)化(hua)硫,這說(shuo)明(ming)(ming)(ming)提高了(le)(le)耐大氣(qi)(qi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)。此外,山本等(1986年(nian)(nian)),以19Cr-0.5Cu-0.4Nb鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐銹性(xing)(xing)好為理由,如果該(gai)鋼(gang)(gang)產(chan)生一(yi)點腐(fu)蝕(shi),由于含有銅,其腐(fu)蝕(shi)部分(fen)也(ye)會立即促進(jin)陰極(ji)反應,產(chan)生再鈍態(tai)化(hua)。


  矢澤等(1990年)通(tong)過(guo)曝露(lu)試驗和試驗室促進(jin)(jin)試驗,研究了(le)(le)影(ying)響鐵素體(ti)系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)耐大氣腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)C、N、Cr(11%~24%)、Mo(0%~1.2%)、Cu(0%~0.8%)、Nb和Ti所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)影(ying)響。Cr提高(gao)了(le)(le)不(bu)銹(xiu)鋼耐大氣腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing),但含有24%的(de)(de)話,仍不(bu)能(neng)充分防止(zhi)紅銹(xiu)的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng);Mo和Cu對(dui)于(yu)改善(shan)不(bu)銹(xiu)鋼耐大氣腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)很有效(xiao)(xiao),特別是(shi)兩(liang)元(yuan)素的(de)(de)復(fu)合添加效(xiao)(xiao)果明顯(xian);Nb和Ti也(ye)顯(xian)示了(le)(le)其(qi)(qi)對(dui)耐蝕性(xing)(xing)有一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)改善(shan)效(xiao)(xiao)果,但其(qi)(qi)程度與Cr、Mo、Cu相比較小。小林等(1991年)通(tong)過(guo)試驗室促進(jin)(jin)試驗和對(dui)點(dian)腐(fu)(fu)蝕電位的(de)(de)測定(ding)(ding)(ding),研究了(le)(le)Ni、Cr、Mo、Cu、Nb、Ti元(yuan)素對(dui)鐵素體(ti)系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)耐銹(xiu)性(xing)(xing)所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)影(ying)響,其(qi)(qi)中Cu的(de)(de)效(xiao)(xiao)果非常明顯(xian),通(tong)過(guo)對(dui)點(dian)腐(fu)(fu)蝕電位的(de)(de)測定(ding)(ding)(ding)得知(zhi)其(qi)(qi)與其(qi)(qi)他元(yuan)素不(bu)同,有預想不(bu)到的(de)(de)耐銹(xiu)性(xing)(xing)改善(shan)效(xiao)(xiao)果。


  如(ru)上所(suo)述,特別是對于鐵素(su)體系(xi)不銹鋼,銅(tong)元素(su)當初是為(wei)了提高耐大氣(qi)腐(fu)蝕(shi)性替代鉬而添(tian)加的,但證實了銅(tong)的耐蝕(shi)性效(xiao)果非(fei)常大。