1. 鉻、鉬等元素(su)對鐵素(su)體不銹鋼(gang)耐(nai)蝕性(xing)能的(de)影響
岡田等(1973年)通過氯化鐵浸泡試驗和陽極極化試驗,檢測了Cr(20%~30%)、Mo(0%~4%)及Nb(0%~2%)對鐵素體不銹鋼耐點腐(fu)蝕性的影響,結果顯示耐點腐蝕性主要由鉻和鉬的含量決定,當鉻含量為25%以上時,鐵的鈍化特性明顯得到改善。由此,岡田研制開發了25 Cr-3Mo-0.7Nb-0.03C鋼。為了進一步增強該不銹鋼的韌性,他們使鋼中的鎳元素增至8%,這樣之后耐點腐蝕能力反而下降,這是因為鐵素體單相變成了雙相的緣故。另外,小川等(1978年)通過AES、XPS發現,鋼鐵中的鉻含量越多,鈍化膜中的鉻比例越大,從而鈍化膜更穩定,這正是高鉻鋼擁有良好的耐點腐蝕能力的原因所在。
宮川等(1975年)[41]使用25℃、5%NaCl溶液,檢測了Mo(0.5%~5%)、Mn(0%~3%)、S(0%~0.095%)如何影響18Cr鋼在(zai)食鹽(yan)水中的點(dian)腐蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei),結果表明鉬(mu)含(han)(han)量增(zeng)加后,點(dian)腐蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)升(sheng)高(gao)(即耐點(dian)腐蝕(shi)(shi)能力增(zeng)強);錳含(han)(han)量在(zai)1%以(yi)上時點(dian)腐蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)不受影響,1%以(yi)下時含(han)(han)量越(yue)(yue)少(shao),點(dian)腐蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)越(yue)(yue)高(gao);硫含(han)(han)量越(yue)(yue)多,點(dian)腐蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)越(yue)(yue)低。
久松等(1976年(nian))采用再鈍(dun)化電位(縫(feng)隙(xi)內溶解反應完全停(ting)止(zhi)后,再度發生鈍(dun)化的(de)(de)(de)電位)此為衡量縫(feng)隙(xi)腐蝕安全性的(de)(de)(de)標準,研(yan)究了鉬含量對25%Cr鋼的(de)(de)(de)影響,表明(ming)鉬具有防止(zhi)縫(feng)隙(xi)腐蝕的(de)(de)(de)效果(guo)。
還有,辻(1976年)等(deng)分析了Cr(16.9%~19.0%)、Mo(0%~3%)及(ji)各種微(wei)量元素的含量對(dui)5%FeCl3+0.05 mol/dm3HCl溶(rong)液中(zhong)的18Cr-Mo系鋼點(dian)腐(fu)蝕(shi)的影(ying)(ying)響(xiang),其中(zhong)對(dui)耐點(dian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)影(ying)(ying)響(xiang)較大(da)的鉻(ge)及(ji)鉬(mu)的影(ying)(ying)響(xiang)如(ru)下式所示。
30℃時的腐蝕度=35.25-1.53(%Cr)-1.65(%Mo),g/(㎡·h)
50℃時的腐蝕(shi)度=43.60-1.24(%Cr)-2.55(%Mo),g/(㎡·h)
由此可知,鉬的(de)影響(xiang)(xiang)效果(guo)是鉻的(de)1~2倍。另外,它還表明(ming)了含有(you)Cr、Mo組合成(cheng)分的(de)鋼19Cr-2Mo和18Cr-3Mo都(dou)具有(you)比(bi)SUS304更強的(de)耐點腐(fu)蝕(shi)性,而(er)Si、Mn、Ni、Cu、P、S對點腐(fu)蝕(shi)的(de)影響(xiang)(xiang)都(dou)很小。
另(ling)外,岡田(tian)等(1987年)[44]使用(yong)54種不銹(xiu)鋼(gang),測定(ding)了它們在80℃、5%NaCl溶液中(zhong)的(de)(de)縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)臨界電(dian)位,即縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)再(zai)鈍化(hua)電(dian)位,然后經過(guo)重回歸分析,更加明確(que)了合金元素對縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)影響,其中(zhong)Mo、Ni元素使鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(15種)的(de)(de)縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)再(zai)鈍化(hua)電(dian)位升高。另(ling)外,還在25℃的(de)(de)12%NaCl溶液中(zhong)測定(ding)了衡量耐縫(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能力(li)的(de)(de)去(qu)鈍化(hua)pH值[45](pHa depassivation pH,由(you)于(yu)金屬離子的(de)(de)加水分解(jie),縫(feng)隙(xi)內的(de)(de)pH值下(xia)降,活性溶解(jie)開始(shi)的(de)(de)pH值),鐵素體(ti)的(de)(de)脫離鈍化(hua)pH值如下(xia)式(shi)所示,Mo、Ni的(de)(de)影響同樣(yang)存在。
pHd=-0.157 log(%Ni)-0.460(%Mo)+1.15
2. 鈦(tai)、鈮、鋯元素(su)(su)對鐵素(su)(su)體不銹鋼(gang)耐(nai)蝕性能(neng)的影響
與Cr、Mo不同,為防止鐵(tie)素體不銹鋼發(fa)生晶(jing)間(jian)腐蝕而(er)添加的Ti、Nb、Zr等元素,是通(tong)過固定C、N來改善耐(nai)點腐蝕性和(he)耐(nai)縫(feng)隙腐蝕性的,另外Ti還(huan)擁有其(qi)他功效(xiao)。
首先,小林(lin)等(1973年)研究了V、Ti、Zr的(de)(de)添加對17Cr、17Cr-2Mo、25Cr、25Cr-1Mo鋼耐(nai)點(dian)腐(fu)蝕性的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),結果表明Ti、Zr通(tong)過固定C、N來(lai)抑(yi)制鉻(ge)的(de)(de)碳化物(wu)或氮化物(wu)的(de)(de)生成,由(you)此來(lai)影(ying)響(xiang)(xiang)鋼的(de)(de)耐(nai)點(dian)腐(fu)蝕性。而且他們還在試驗中(zhong)證明了釩對耐(nai)點(dian)腐(fu)蝕的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)雖然與C、N的(de)(de)固定無關,但釩的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)程度(du)比鉬要小。
另(ling)外(wai),門等(1976年)證(zheng)明了在(zai)17Cr系鋼(gang)(gang)中添加鈦后(hou),其耐(nai)點腐(fu)(fu)蝕(shi)性(耐(nai)銹性)增強,尤其是未與(yu)C、N結合(he)的(de)固溶Ti的(de)含量達到0.2%以上時,容易引發腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)MnS消失,并變(bian)為(wei)TiS.山(shan)本等(1976年)針對(dui)C、N影響(xiang)大(da)大(da)減少的(de)超低C、N13Cr鋼(gang)(gang)所做試驗表(biao)明,添加0.3%的(de)Ti后(hou),鈍化(hua)膜會更加穩定,因此固溶Ti能有效防止腐(fu)(fu)蝕(shi)。
足立等(1978年(nian))也對(dui)17Cr鋼(gang)(gang)(gang)進(jin)行了(le)系統性的研(yan)究,結果發現鈦或鈮(ni)的添(tian)加(jia)(jia)能提高(gao)17Cr鋼(gang)(gang)(gang)的耐(nai)點(dian)腐蝕(shi)(shi)性,這一(yi)效果能通過這些元素(su)與C+N總量的比例來表示,而添(tian)加(jia)(jia)了(le)Ti元素(su)的鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)耐(nai)點(dian)腐蝕(shi)(shi)能力更強。這是因為(wei)(wei)添(tian)加(jia)(jia)了(le)鈮(ni)元素(su)的鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)中含有(you)MnS,而鈦促使了(le)硫化(hua)物的生成,這使容易引發腐蝕(shi)(shi)的MnS消失(shi)。而且(qie)鈦也有(you)抑制蝕(shi)(shi)孔內活性溶解的作用。另外,中田等(1979年(nian))也認(ren)為(wei)(wei)在17Cr-Ti鋼(gang)(gang)(gang)中,主要(yao)原材(cai)料和介質的耐(nai)蝕(shi)(shi)性也隨(sui)著鈦含量的增多而提高(gao),固溶鈦改善了(le)耐(nai)銹(xiu)性。
并且,根據足(zu)立(li)等(1978年)的(de)研究,在耐蝕性更好的(de)18Cr-2Mo中添加鈦和(he)鈮后,鈦和(he)鈮的(de)差別顯示不出來。

