1. 鉻、鉬、氮元素對不銹(xiu)鋼耐蝕性能的影響


  不銹鋼的耐大氣腐蝕性，基本上和耐點腐蝕性一樣，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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圖 5.jpg


  以表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的顯色面(mian)(mian)積率(lv)（WA)為基(ji)準，用RN=3(2-logWA)表(biao)(biao)(biao)示）此(ci)后，矢澤等（1994年）(1995年）通過試驗表(biao)(biao)(biao)明，高(gao)鉻不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的耐蝕性(xing)隨著點(dian)腐(fu)蝕指數(shu)（鐵(tie)素體(ti)系：Cr+3.3Mo;奧氏體(ti)系：Cr+3.3Mo+16N)的增加會有(you)所提高(gao)，但點(dian)腐(fu)蝕指數(shu)值相同的情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下，鐵(tie)素體(ti)系不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)比雙相和(he)奧氏體(ti)系不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)生銹(xiu)(xiu)少，而且光澤的保持情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)很好。


2. 其他元素對不銹鋼(gang)耐蝕性能的影響


  雖然關(guan)于其(qi)他元素(su)(su)對(dui)耐大氣(qi)腐(fu)蝕性的(de)(de)影(ying)響(xiang)并沒有進(jin)行太多(duo)的(de)(de)探討(tao)，但(dan)在日本國內(nei)，隨著含Cu-Nb的(de)(de)18Cr鐵素(su)(su)體(ti)系不銹(xiu)鋼的(de)(de)開發，對(dui)銅對(dui)鐵素(su)(su)體(ti)系不銹(xiu)鋼的(de)(de)耐大氣(qi)腐(fu)蝕性的(de)(de)影(ying)響(xiang)特別(bie)引人注(zhu)目。


  山本等人（1982年）,研究了銅元素(su)對19Cr-0.5Cu-Nb鋼(gang)耐(nai)銹(xiu)性的(de)(de)影(ying)(ying)響。即使添加Cu,生銹(xiu)點也不(bu)會變大，只(zhi)是一部分(fen)有(you)所停止；而(er)且Cu有(you)利于鈍態(tai)的(de)(de)穩定化，所以不(bu)僅在受氯離子影(ying)(ying)響很強的(de)(de)沿海地區，而(er)且在工業地帶的(de)(de)二氧化硫環境當(dang)中(zhong)，也具有(you)一定的(de)(de)耐(nai)銹(xiu)性。


  另一方面，伊藤等人（1983年(nian)）調查了(le)影響海洋性(xing)(xing)大(da)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)耐大(da)氣(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)鐵素體系不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)Cr含(han)量(liang)（2%~20%)和19Cr-0.4Nb-0.5Cu鋼BA材(cai)料的(de)(de)Si(0.3%~0.6%)所(suo)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)影響。若Cr含(han)量(liang)增(zeng)加(jia)，其(qi)耐大(da)氣(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)也會(hui)增(zeng)強；而且當BA材(cai)料的(de)(de)表面的(de)(de)硅的(de)(de)濃度較大(da)時(shi)，銹(xiu)難(nan)以向兩邊擴(kuo)展(zhan)，證(zheng)明了(le)耐銹(xiu)性(xing)(xing)很好。樽(zun)谷等（1991年(nian)）也證(zheng)明了(le)他(ta)們開發的(de)(de)汽車鑄模用(yong)的(de)(de)17Cr-0.4Nb-0.4Cu鋼的(de)(de)BA材(cai)料，其(qi)中(zhong)硅在表面濃縮成(cheng)二氧化硫,這說明提高了(le)耐大(da)氣(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)。此外，山本等（1986年(nian)）,以19Cr-0.5Cu-0.4Nb鋼的(de)(de)耐銹(xiu)性(xing)(xing)好為理由(you)，如果(guo)該(gai)鋼產生(sheng)(sheng)一點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，由(you)于含(han)有銅，其(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)部分也會(hui)立即促進陰極反應(ying)，產生(sheng)(sheng)再鈍態化。


  矢澤等(deng)（1990年）通(tong)過(guo)曝露試(shi)驗(yan)(yan)和(he)(he)試(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)促進試(shi)驗(yan)(yan)，研究(jiu)了(le)影響鐵素(su)體系(xi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐大氣(qi)腐蝕性(xing)的(de)(de)C、N、Cr(11%~24%)、Mo(0%~1.2%)、Cu(0%~0.8%)、Nb和(he)(he)Ti所(suo)(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)影響。Cr提高了(le)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)耐大氣(qi)腐蝕性(xing)，但含有(you)24%的(de)(de)話(hua)，仍不(bu)能充(chong)分防止紅銹(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)；Mo和(he)(he)Cu對(dui)于改(gai)善(shan)(shan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)耐大氣(qi)腐蝕性(xing)很(hen)有(you)效(xiao)，特(te)別是兩元素(su)的(de)(de)復合添加效(xiao)果明顯(xian)(xian)；Nb和(he)(he)Ti也顯(xian)(xian)示了(le)其(qi)(qi)對(dui)耐蝕性(xing)有(you)一定的(de)(de)改(gai)善(shan)(shan)效(xiao)果，但其(qi)(qi)程度與Cr、Mo、Cu相(xiang)比較小。小林等(deng)（1991年）通(tong)過(guo)試(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)促進試(shi)驗(yan)(yan)和(he)(he)對(dui)點腐蝕電(dian)位的(de)(de)測(ce)定，研究(jiu)了(le)Ni、Cr、Mo、Cu、Nb、Ti元素(su)對(dui)鐵素(su)體系(xi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)所(suo)(suo)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)影響，其(qi)(qi)中Cu的(de)(de)效(xiao)果非常明顯(xian)(xian)，通(tong)過(guo)對(dui)點腐蝕電(dian)位的(de)(de)測(ce)定得知其(qi)(qi)與其(qi)(qi)他元素(su)不(bu)同，有(you)預想不(bu)到的(de)(de)耐銹(xiu)(xiu)(xiu)性(xing)改(gai)善(shan)(shan)效(xiao)果。


  如上(shang)所述，特別(bie)是對于鐵素體系不銹鋼，銅(tong)元素當(dang)初(chu)是為了(le)提高(gao)耐(nai)(nai)大(da)氣腐蝕性替(ti)代鉬(mu)而添加的(de)(de)，但證實了(le)銅(tong)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性效果非常大(da)。