耐蝕性是指給定的腐蝕體系內,環境引起金屬腐蝕的能力。不銹(xiu)鋼的耐腐蝕性能一般隨鉻含量的增加而提高。其基本原理是,當鋼中有足夠的鉻時,在鋼的表面形成非常薄且致密的氧化膜,它可以防止進一步的氧化或腐蝕。氧化性的環境可以強化這種膜,而還原性環境則必然破壞這種膜,造成鋼的腐蝕。金屬腐蝕是金屬在介質作用下逐漸破壞的過程。在同一介質中,不同不銹鋼的銹蝕速度不同;而同一不銹鋼在不同腐蝕性介質中,銹蝕情況也不一樣。金屬的腐蝕,按腐蝕機理分為化學腐蝕與電化學腐蝕。


  化學腐(fu)蝕是(shi)指在介質中直接(jie)發生的化學作用,即金(jin)屬同介質中的離子直接(jie)交(jiao)換電荷。鈍化防護薄膜之所以能阻止(zhi)金(jin)屬再受(shou)腐(fu)蝕,其重(zhong)要的一(yi)個方面是(shi)阻礙其離子交(jiao)換和電荷交(jiao)換的速度(du)。


  電化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是金(jin)屬在電介質中(zhong)(zhong),由(you)于電極(ji)反(fan)應(ying)而發生的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在許多(duo)(duo)電化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),有一(yi)種(zhong)金(jin)屬與(yu)另一(yi)種(zhong)金(jin)屬共同(tong)(tong)參(can)與(yu),或者金(jin)屬內部各不(bu)同(tong)(tong)相的(de)組成(cheng)(cheng)物(wu)共同(tong)(tong)參(can)與(yu),即形成(cheng)(cheng)所謂的(de)電偶腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。此種(zhong)情況下,一(yi)種(zhong)金(jin)屬構成(cheng)(cheng)陽極(ji)受腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)而發生溶解;另一(yi)種(zhong)金(jin)屬構成(cheng)(cheng)陰極(ji)而發生還原反(fan)應(ying),工程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)金(jin)屬腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),絕(jue)大多(duo)(duo)數屬于電化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。


  不銹鋼的主要腐蝕形式有均勻腐蝕(shi)(表面腐蝕)和局部腐(fu)蝕,局部腐蝕又分為點腐(fu)蝕縫(feng)隙腐蝕晶間腐蝕(shi)應力(li)腐(fu)蝕(shi)等。據分析不銹鋼的腐蝕破壞,90%以上為局部腐蝕造成的。



1. 均勻腐(fu)蝕


  均勻腐(fu)蝕(shi)是指接觸腐(fu)蝕(shi)介質的金(jin)屬表面(mian)全部產生腐(fu)蝕(shi)的現象。均勻腐(fu)蝕(shi)使金(jin)屬截面(mian)不斷減(jian)少(shao),對于被腐(fu)蝕(shi)的受力(li)零件而言,會(hui)使其承(cheng)受的真實應力(li)逐漸增加,最(zui)終達到材(cai)料(liao)的斷裂(lie)強度而發生斷裂(lie)。


  評(ping)定(ding)均(jun)勻腐蝕(shi)的方法是(shi)在(zai)試驗條件下(xia),測出單(dan)位面積上(shang)經一定(ding)時(shi)間(jian)腐蝕(shi)以后所損失的質量[g/(㎡·年)],即腐蝕(shi)速率(lv),若以被腐蝕(shi)的深(shen)度(mm/年)計(ji),則更便(bian)于計(ji)算(suan)設備的耐蝕(shi)壽(shou)命。表1-12 為耐蝕(shi)性分級。


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2. 點(dian)腐蝕


  點腐蝕(shi)(shi)(shi)是指在金屬(shu)材料表(biao)面大部分(fen)不(bu)腐蝕(shi)(shi)(shi)或腐蝕(shi)(shi)(shi)輕微,而分(fen)散發生高度(du)的局部腐蝕(shi)(shi)(shi),常見蝕(shi)(shi)(shi)點的尺寸(cun)小于1.0mm,深度(du)往往大于表(biao)面孔徑,輕者(zhe)為(wei)較(jiao)淺的腐蝕(shi)(shi)(shi)坑,嚴重的點腐蝕(shi)(shi)(shi)會形(xing)成穿孔。


  點腐蝕是不銹鋼常見的腐蝕破壞類型之一。它是在介質作用下,由于表面有一些缺欠,如夾雜物、貧鉻區、晶界、位錯在表面暴露出來,使鈍化膜在這些地方被破壞,接觸腐蝕介質后形成腐蝕坑,然后從外向內發展,從而遭到嚴重的陽極腐蝕。點腐蝕屬于局部腐蝕,不銹鋼在含有氯離子(Cl-)的介質中,最易引起點腐蝕。


  在不銹(xiu)(xiu)鋼中加入鉬(mu)、錳、硅、釩或稀土合金元素,降低鋼中碳(tan)(tan)的(de)含量,提高(gao)鉻(ge)(ge)、鎳(nie)含量均能有(you)效地(di)提高(gao)抗點蝕(shi)能力(li)。現有(you)的(de)超低碳(tan)(tan)高(gao)鉻(ge)(ge)鎳(nie)含鉬(mu)的(de)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼和超高(gao)純低碳(tan)(tan)低氮(dan)含鉬(mu)的(de)高(gao)鉻(ge)(ge)鐵素體不銹(xiu)(xiu)鋼均有(you)較高(gao)的(de)耐(nai)點腐蝕(shi)性(xing)能。



3. 縫隙腐蝕


  縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)是指由(you)于金屬(shu)表(biao)面(mian)或非金屬(shu)表(biao)面(mian)形成狹縫(feng)或間隙,在(zai)狹縫(feng)內(nei)或近(jin)旁(pang)發生的局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)。縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)為斑點狀或潰(kui)瘍形狀的宏觀腐(fu)(fu)蝕(shi)坑。縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)主要是介質的電化學不均勻性引(yin)起的。


  縫隙腐蝕(shi)常發(fa)生在墊圈、鉚接(jie)、螺(luo)釘連接(jie)的接(jie)縫處(chu),搭接(jie)的焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)、閥座、堆積(ji)的金(jin)屬片(pian)間(jian)等(deng)處(chu)。由于連接(jie)的縫隙處(chu)被腐蝕(shi)產物覆蓋以(yi)及(ji)介(jie)質(zhi)擴(kuo)散受(shou)到(dao)限制等(deng)原因,導致該處(chu)的介(jie)質(zhi)成(cheng)分和濃度與整(zheng)體相比有(you)很大差別(bie),形(xing)成(cheng)“閉塞電池腐蝕(shi)”作(zuo)用。


  部分奧氏體型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)、鐵素體型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和馬氏體型(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在海水中均有不(bu)(bu)同程度的(de)縫(feng)隙腐蝕(shi)傾向。在鋼(gang)中適當地增加鉻、鉬含量,可以改善抗縫(feng)隙腐蝕(shi)能力。



4. 晶(jing)間腐蝕


  沿著或緊挨著金屬晶界(jie)產(chan)生的腐(fu)蝕,稱之為晶間(jian)腐(fu)蝕。


  晶間腐蝕是一種(zhong)(zhong)有選擇性的(de)(de)(de)腐蝕破(po)壞,它與一般選擇性腐蝕的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)之(zhi)處在于,腐蝕的(de)(de)(de)局部性是顯微(wei)尺(chi)度(du)的(de)(de)(de),而宏觀上不(bu)一定是局部的(de)(de)(de)。這(zhe)種(zhong)(zhong)類型的(de)(de)(de)腐蝕發(fa)生以(yi)后,有時從(cong)外觀上不(bu)易被察(cha)覺,但(dan)晶界區因腐蝕已(yi)遭到破(po)壞,晶粒間的(de)(de)(de)結合強度(du)幾乎完全喪失(shi)。腐蝕深度(du)較大者(zhe)可失(shi)去金(jin)屬聲(sheng),構(gou)(gou)件有效承載(zai)截面大減(jian)而導(dao)致過(guo)載(zai)斷裂。受腐蝕嚴重的(de)(de)(de)金(jin)屬甚至(zhi)成為粉末,從(cong)構(gou)(gou)件上脫落下(xia)來(lai)。這(zhe)是一種(zhong)(zhong)危害性很大的(de)(de)(de)腐蝕破(po)壞。


  奧氏體(ti)型不銹鋼(gang)會發生晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕是(shi)由于這類鋼(gang)加熱到(dao)600~800℃溫度(du)區(qu)間(jian)會發生敏(min)化(hua),其(qi)機理是(shi)過飽和固溶(rong)的碳(tan)向(xiang)晶(jing)(jing)粒(li)邊(bian)界(jie)擴散(san),與(yu)晶(jing)(jing)界(jie)附近(jin)(jin)的鉻(ge)結合形(xing)成(cheng)鉻(ge)的碳(tan)化(hua)物(wu)(CrFe)23C6并(bing)在(zai)晶(jing)(jing)界(jie)沉淀析(xi)出(chu);由于碳(tan)比(bi)鉻(ge)的擴散(san)快得多,鉻(ge)來不及從(cong)晶(jing)(jing)內(nei)補(bu)充到(dao)晶(jing)(jing)界(jie)附近(jin)(jin),因而(er)晶(jing)(jing)界(jie)區(qu)貧鉻(ge)而(er)形(xing)成(cheng)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕。在(zai)某些超(chao)低碳(tan)含鉬奧氏體(ti)型不銹鋼(gang)中,在(zai)敏(min)化(hua)溫度(du)區(qu)間(jian)的晶(jing)(jing)界(jie)析(xi)出(chu)鉻(ge)含量(liang)很高(gao)的σ相,其(qi)鄰近(jin)(jin)區(qu)也會貧鉻(ge),貧鉻(ge)的金(jin)屬(shu)在(zai)腐蝕介(jie)質作用下,首先(xian)被腐蝕溶(rong)解。這些都是(shi)金(jin)屬(shu)出(chu)現晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕的原因。鐵素體(ti)型不銹鋼(gang)也有形(xing)成(cheng)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕的傾向(xiang)。



5. 應力腐蝕


  應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)指金屬在(zai)某(mou)種特定(ding)環境(jing)(jing)與相(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)水平應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li))的(de)共同作用下,以裂紋擴展(zhan)方式發生的(de)與腐(fu)蝕(shi)(shi)有關的(de)斷(duan)裂。特定(ding)環境(jing)(jing)下無應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)或應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)水平太低,不會引起應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。同樣的(de),有相(xiang)(xiang)當(dang)水平應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)而(er)無特定(ding)環境(jing)(jing)也(ye)不會發生應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。所謂特定(ding)環境(jing)(jing),是(shi)指只有當(dang)介質的(de)成分和濃度范圍適當(dang)時,才能導致某(mou)種相(xiang)(xiang)應(ying)(ying)(ying)金屬的(de)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。


  不(bu)銹鋼焊(han)接構件(jian)應力腐蝕斷(duan)裂(lie)(lie)(lie),斷(duan)口呈脆性(xing)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)特征。常在未發(fa)現的(de)情況下發(fa)生斷(duan)裂(lie)(lie)(lie),而且是(shi)瞬間(jian)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie),往往造成災(zai)難(nan)性(xing)事故,其危害性(xing)極大,因此,不(bu)銹鋼焊(han)接構件(jian)應力腐蝕問(wen)題應當引起高度重視。





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