不銹鋼(gang)是指主加元素鉻含量能使鋼處于鈍化狀態,又具有不銹特性的鋼。為此,不銹鋼w(Cr)應高于12%(不銹鋼是一類以Fe-Cr、Fe-Cr-C、Fe-Cr-Ni為合金系的高合金鋼,作為此類的鋼必須含有質量分數不低于10.5%的鉻,含有這個最低鉻含量的鋼在其表面可以形成一個惰性氧化物層,這個惰性氧化物層可以保護內層的金屬在不含腐蝕介質的空氣中不被氧化和腐蝕。某些鉻的質量分數低于11%的鋼,比如用于電站的w(Cr)=9%鉻的合金鋼有時也被劃為不銹鋼,同時也要指出某些w(Cr)=12%的鋼,甚至更高鉻含量的鋼,暴露在空氣中也會生銹。這是因為某些鉻被結合成碳化物或其他化合物而降低了母材中的鉻含量,使其低于形成連續氧化物保護層所必須的鉻含量水平,如25%Cr-4%C)。此時,鋼的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使鋼的電極電位和在氧化性介質中的耐蝕性發生突變性提高。在非氧化介質(HCl、H2SO4)中,鉻的作用并不明顯,除了鉻外,不銹鋼中還須加入能使鋼鈍化的鎳、鉬等其它元素。通常所說的不銹鋼實際是不銹鋼和耐酸鋼的總稱,不銹鋼一般泛指在大氣、水等弱酸、堿、鹽等強腐蝕介質中耐蝕的鋼。兩者在化學成分上的共同特點是w(Cr)均在12%以上,但由于合金化的差異,不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般具有良好的不銹鋼性能。
一、不(bu)銹鋼發展史
1、 1821:法國人Berthier 進行在(zai)鋼(gang)中加(jia)鉻的試驗;
2、 1897:德(de)國人Goldschmidt開發了生產低碳含(han)鉻合金(jin)鋼的(de)技術;
3、 1904~1909:在法(fa)國(guo)和(he)德國(guo)生產了w(Cr)=13%和(he)17%的合金鋼;
4、 1913:英(ying)國人Brearly在Thomas Firth and Sons公司(si)澆鑄了(le)第一塊商業鑄錠,鑄件號No.1008,成分(fen)(質量(liang)分(fen)數):0.24%C、0.2%Si、0.44%Mn、12.86%Cr。
5、 1916:9月5日美(mei)國w(Cr)=9%~16%,w(Cr)<0.7%的(de)鋼發布(bu)專(zhuan)利(li):專(zhuan)利(li)號1,197,256。
把鉻(ge)(ge)加(jia)(jia)到(dao)鋼(gang)(gang)中并揭示(shi)其耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)有利效(xiao)應要(yao)歸功于(yu)法國人Berthier,他(ta)在(zai)1821年開(kai)(kai)發了一種w(Cr)=1.5%的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金并建議用于(yu)餐刀。然而對這種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)早期實驗發現:隨鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)(liang)增加(jia)(jia)其成型性劇(ju)烈變壞(由于(yu)早期合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)碳含(han)量(liang)(liang)很高),因而直到(dao)20世紀初期開(kai)(kai)發這種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)興(xing)(xing)趣(qu)(qu)仍(reng)然不(bu)大(da)。對于(yu)耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)興(xing)(xing)趣(qu)(qu)在(zai)1900年到(dao)1915年期間又重(zhong)新興(xing)(xing)起,很多冶金學家為(wei)開(kai)(kai)發耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)而獲得信貸。這各重(zhong)新興(xing)(xing)起開(kai)(kai)發耐(nai)蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)活動的(de)(de)(de)(de)(de)催化劑是1897年Goldschmidt在(zai)德國開(kai)(kai)發了生產低碳含(han)鉻(ge)(ge)合(he)金鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)。隨后(hou)不(bu)久Guillet(1904), Portevin(1909) 和Giesen(1909)等發表了描述w(Cr)=13%的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和w(Cr)=18%的(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)組織和性能的(de)(de)(de)(de)(de)論文。1909年Guillet還(huan)發表了一篇關于(yu)鉻(ge)(ge)-鎳鋼(gang)(gang)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)論文,這種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)類不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)前驅。
英國人Brearly被(bei)認為(wei)是(shi)不銹鋼(gang)(gang)的發明者,當時(shi)是(shi)為(wei)了研究由w(Cr)=5%鋼(gang)(gang)制作的來(lai)復槍(qiang)槍(qiang)膛因內(nei)部腐蝕(shi)而失效(xiao)的問(wen)題(ti),通(tong)過(guo)研究在1913年8月他鑄(zhu)(zhu)成(cheng)了成(cheng)份(質量分數)為(wei)12.86%Cr, 0.25%C, 0.20%Si, 和0.44%Mn的合格鑄(zhu)(zhu)錠。這種鋼(gang)(gang)被(bei)用來(lai)制造了12個實驗(yan)槍(qiang)管,雖然(ran)并沒有像所期望(wang)的那樣(yang)改進(jin)槍(qiang)管的腐蝕(shi)問(wen)題(ti),但其中某些材料被(bei)用來(lai)制造餐(can)刀(dao)刀(dao)片而開始了應用不銹鋼(gang)(gang)的紀元。
二、不銹鋼的種類、化學成分(fen)及其用途
不銹鋼按照組織類型,可分為五類,即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼(gang)、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)重要(yao)特(te)性之一是耐(nai)蝕性,然而(er)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)不(bu)銹性和耐(nai)蝕性都是相對的(de)(de),有條件的(de)(de),受到諸(zhu)多因素的(de)(de)影響,包括介質種類、濃度(du)(du)、純(chun)凈(jing)度(du)(du)、流動(dong)狀態、使(shi)(shi)用(yong)(yong)環境的(de)(de)溫度(du)(du)、壓力等,目前還沒有對任何腐蝕環境都具(ju)有耐(nai)蝕性的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)。因此,不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)選用(yong)(yong)應根據具(ju)體(ti)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)條件加以(yi)合理選擇,才能獲得良好的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)效果。
奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在各種類型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中應用最廣泛,品種也最多(duo)。由于奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的鉻、鎳含量較高(gao),因此在氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)、中性(xing)(xing)以及弱還原性(xing)(xing)介(jie)質中均具(ju)有良好(hao)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)。奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的塑韌性(xing)(xing)優良,冷(leng)熱加工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng)俱佳,焊接性(xing)(xing)優于其它類型不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),因而廣泛應用于建筑裝飾(shi)、食品工(gong)(gong)業、醫療器械、紡織印(yin)染設備以及石油、化(hua)工(gong)(gong) 、原子能(neng)等(deng)工(gong)(gong)業領(ling)域。
鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的應用(yong)比較廣泛(fan)(fan),其中Cr13和Cr17型鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼主(zhu)要用(yong)于腐(fu)蝕(shi)(shi)環境不(bu)十分苛刻(ke)的場合,例如室內裝(zhuang)飾、廚房設(she)備、家電產(chan)品(pin)、家用(yong)器(qi)具等。超低碳(tan)高(gao)鉻含鉬鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼因對氯化物應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)敏感,同時具有良好的耐點蝕(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能,因而廣泛(fan)(fan)用(yong)于熱交換設(she)備、耐海(hai)水設(she)備、有機酸(suan)及制堿設(she)備等。
馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)應用(yong)較為普(pu)遍的是Cr13型馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。為獲(huo)得或改善某些(xie)性能,添加鎳、鉬等合金元(yuan)素,形(xing)成一些(xie)新的馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)。馬(ma)(ma)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)主要(yao)用(yong)于硬(ying)度、強度要(yao)求(qiu)較高,耐腐蝕要(yao)求(qiu)不(bu)太高的場合,如量具(ju)、刀具(ju)、餐(can)具(ju)、彈(dan)簧、軸(zhou)承(cheng)、氣輪機葉片、水輪機轉輪、泵、閥等。
雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)金相組(zu)織由奧氏體(ti)和(he)鐵素體(ti)兩相組(zu)成的不(bu)銹鋼(gang)(gang),而且各相占(zhan)有(you)較大的比例。雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有(you)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的一些特點,韌性良好 、強度較高,耐氯化(hua)物應(ying)(ying)力腐蝕。適于(yu)制作海水處理設備、冷凝器(qi),熱(re)交換(huan)器(qi)等(deng),在石油、化(hua)工(gong)領域應(ying)(ying)用廣泛。
沉淀(dian)硬化不銹鋼是(shi)在不銹鋼中單獨或復合添加(jia)硬化元(yuan)素,通過適當熱處(chu)理獲得高強度(du)、高韌性(xing)并具有良好腐(fu)蝕性(xing)的一類(lei)不銹鋼。通常(chang)作為(wei)耐(nai)磨、耐(nai)蝕、高強度(du)結構件(jian),如軸、齒(chi)輪(lun)、葉片(pian)等轉動部件(jian)和螺栓、銷子、墊圈(quan)、彈簧、閥、泵等零(ling)部件(jian)以(yi)及高強度(du)壓力容器、化工處(chu)理設備等。
三、不銹鋼(gang)的組織(zhi)特點
因化學元(yuan)素(su)含量(liang)的(de)上(shang)下(xia)限和(he)(he)(he)熱(re)處理狀(zhuang)態(tai)的(de)差異,從各元(yuan)素(su)對不銹鋼組織的(de)影響和(he)(he)(he)作(zuo)用程(cheng)(cheng)度來(lai)看,基本上(shang)有兩(liang)類(lei)元(yuan)素(su)。一(yi)類(lei)是形成或穩定奧氏體(ti)的(de)元(yuan)素(su):碳(tan)、鎳(nie)、錳、氮(dan)和(he)(he)(he)銅等,其(qi)中碳(tan)和(he)(he)(he)氮(dan)作(zuo)用程(cheng)(cheng)度最大。另一(yi)類(lei)是縮小(xiao)甚至封閉γ相(xiang)區即(ji)形成鐵素(su)體(ti)的(de)元(yuan)素(su):鉻、硅、鉬(mu)、鈦、鈮、鉭、釩(fan)、鎢和(he)(he)(he)鋁等,其(qi)中鈮的(de)作(zuo)用程(cheng)(cheng)度最小(xiao)。
不銹(xiu)鋼的組織有以下幾種組織類型:
1. 奧氏(shi)體不銹鋼
奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)有Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Ni-Mo、Fe-Cr-Ni-Mn等系列。為(wei)改善某些性能,滿(man)足特殊用(yong)途要求,在(zai)一些鋼(gang)中單獨或復(fu)合添(tian)加(jia)了氮、鈮、銅、硅(gui)等合金元(yuan)素(su)(su)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)通常在(zai)室溫下為(wei)純奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體組(zu)織(zhi),也(ye)有一些奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)室溫下的(de)組(zu)織(zhi)為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體加(jia)少(shao)量鐵(tie)(tie)素(su)(su)體,這種少(shao)量鐵(tie)(tie)素(su)(su)體有助于防(fang)止熱裂紋(wen)的(de)產生(sheng)。奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)不(bu)(bu)能用(yong)熱處理(li)方法強化(hua),但(dan)由于這類(lei)鋼(gang)具有明顯的(de)冷(leng)(leng)加(jia)工硬(ying)化(hua)性,可通過冷(leng)(leng)變形方法提高強度。經(jing)冷(leng)(leng)變形產生(sheng)的(de)加(jia)工硬(ying)化(hua),可采用(yong)固溶(rong)處理(li)使(shi)之軟化(hua)。
2. 鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼
今(jin)年來鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼逐漸向低碳(tan)(tan)高純度發展,使鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼的(de)脆(cui)(cui)化傾向和焊(han)接性(xing)(xing)(xing)得到(dao)明顯改善。該類鋼在(zai)固(gu)溶狀態下為鐵(tie)素體組織。當鋼中w(Cr)超(chao)過16%時(shi),仍存在(zai)加熱(re)(re)脆(cui)(cui)化傾向。在(zai)400~600℃溫度區(qu)間(jian)停留易出現475℃脆(cui)(cui)化,在(zai)650~850℃溫度區(qu)間(jian)易引起(qi)σ相析出而導致(zhi)的(de)脆(cui)(cui)化,加熱(re)(re)至900℃以上(shang)易造成(cheng)晶粒粗化,使韌性(xing)(xing)(xing)降低。這類鋼還有脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變特性(xing)(xing)(xing),其脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變溫度與鋼中碳(tan)(tan)、氮含(han)量,熱(re)(re)處理時(shi)的(de)冷(leng)卻(que)速度以及截面尺寸(cun)有關,碳(tan)(tan)、氮含(han)量越(yue)低,截面尺寸(cun)越(yue)小,脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)轉變溫度越(yue)低。475℃脆(cui)(cui)化和σ相析出引起(qi)的(de)脆(cui)(cui)化,可通過熱(re)(re)處理方法予(yu)以消除。采(cai)用(yong)516℃以上(shang)短時(shi)加熱(re)(re)后空冷(leng),可消除475℃脆(cui)(cui)化,加熱(re)(re)到(dao)900℃以上(shang)急冷(leng)可消除σ相脆(cui)(cui)化。
3. 馬(ma)氏體(ti)不銹鋼
馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)w(Cr)范(fan)圍(wei)在12%~18%,w(C)范(fan)圍(wei)在0.1%~1.0%,也有一(yi)些(xie)含碳(tan)量(liang)更(geng)低的馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),如(ru)0Cr13Ni5Mo等。馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)加(jia)(jia)熱時可形成奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti),一(yi)般在油或(huo)空氣中冷卻(que)即可得到馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織,含碳(tan)量(liang)較低的馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)淬火(huo)狀態的組織為板條(tiao)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)(jia)少量(liang)鐵素體(ti)(ti)(ti),如(ru)1Cr13、1Cr17Ni2、0Cr16Ni5Mo等。當w(C)超(chao)過0.3%時,正常淬火(huo)溫度(du)加(jia)(jia)熱時碳(tan)化(hua)物不(bu)(bu)能(neng)完全固溶,淬火(huo)后(hou)的組織為馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)加(jia)(jia)碳(tan)化(hua)物。
馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)以(yi)達到(dao)很寬(kuan)的(de)(de)強度范圍,屈服(fu)強度可(ke)以(yi)從(cong)退火(huo)(huo)狀態下的(de)(de)275MPa到(dao)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)+回(hui)火(huo)(huo)狀態下的(de)(de)1900MPa。對于大多數(shu)的(de)(de)工程(cheng)應(ying)用,淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后的(de)(de)鋼(gang)(gang)一般要進行(xing)回(hui)火(huo)(huo),以(yi)得到(dao)所需的(de)(de)韌(ren)性和(he)塑性。
4. 鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙(shuang)相不銹鋼
鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)室溫(wen)下的組織為鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)加(jia)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti),通(tong)常(chang)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的體(ti)(ti)(ti)積分數不(bu)(bu)低(di)(di)于50%。雙相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,具(ju)有較(jiao)(jiao)低(di)(di)的熱裂傾(qing)向,而與鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相比,則具(ju)有較(jiao)(jiao)低(di)(di)的加(jia)熱脆化(hua)傾(qing)向,其焊(han)接熱影響區(qu)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的粗化(hua)程度(du)也較(jiao)(jiao)低(di)(di)。但這類鋼(gang)仍然存在鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的各種加(jia)熱脆性傾(qing)向。
5. 沉淀硬化(hua)不銹鋼
沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼包(bao)括馬氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼、半奧氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼和奧氏體(ti)沉淀硬(ying)(ying)(ying)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼。由于這類鋼中含有較多(duo)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)元素,比普通奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的焊接性差。
四、不(bu)銹鋼的物(wu)理性能(neng)和力學(xue)性能(neng)
1. 不銹鋼(gang)物理(li)性能
奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)比電阻可(ke)達碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)5倍,線膨脹(zhang)系數比碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)約大50%,而馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)線膨脹(zhang)系數大體上和(he)(he)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)相等(deng)。奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)熱導率為(wei)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)1/2左右。奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通常是(shi)非磁(ci)(ci)性(xing)的(de)。鉻當量和(he)(he)鎳當量較低的(de)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在冷加工變(bian)形較大的(de)情況下,會產生形變(bian)誘導馬(ma)氏(shi)體,從而產生磁(ci)(ci)性(xing)。用(yong)熱處(chu)理方法可(ke)消除這種馬(ma)氏(shi)體和(he)(he)磁(ci)(ci)性(xing)。
2. 不銹(xiu)鋼的力(li)學性能
馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)在退火狀態下(xia),硬度最低(di),可淬火硬化,正常使用時(shi)的(de)回火狀態的(de)硬度又稍有下(xia)降。鐵素(su)體(ti)(ti)鋼(gang)的(de)特點是常溫(wen)(wen)(wen)沖(chong)擊韌(ren)性(xing)(xing)低(di)。當高(gao)溫(wen)(wen)(wen)長時(shi)間加(jia)熱時(shi),力(li)學性(xing)(xing)能將進一(yi)步惡化,可能導致475℃脆化、σ脆性(xing)(xing)或晶粒粗大等。奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)常溫(wen)(wen)(wen)具有低(di)的(de)屈(qu)強比(bi)(bi)(40%~50%),伸長率、斷面收縮率和沖(chong)擊吸(xi)收功均很(hen)高(gao)并具有高(gao)的(de)冷加(jia)工硬化性(xing)(xing)。某些奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)經高(gao)溫(wen)(wen)(wen)加(jia)熱后,會(hui)產生σ相和晶界析(xi)出(chu)碳化鉻引起的(de)脆化現象。在低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia),鐵素(su)體(ti)(ti)和馬氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)夏比(bi)(bi)沖(chong)擊吸(xi)收功均很(hen)低(di),而奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)則有良好的(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)韌(ren)性(xing)(xing)。對含有百(bai)分之幾鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang),則應注(zhu)意低(di)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)塑性(xing)(xing)和韌(ren)性(xing)(xing)降低(di)的(de)問題。
五(wu)、不銹鋼(gang)的耐腐蝕(shi)性能
金屬受介質的(de)(de)(de)化學(xue)及電化學(xue)作用而破壞的(de)(de)(de)現象稱為(wei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),不銹鋼的(de)(de)(de)主要(yao)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)式有均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(表(biao)面腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi))和局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)包括晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)等。據(ju)統計,在不銹鋼腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)破壞事故中(zhong),由(you)均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)引起的(de)(de)(de)僅占(zhan)約(yue)10%,而由(you)局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)引起的(de)(de)(de)則高達90%以(yi)上,由(you)此(ci)可見,局部腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是相當嚴重的(de)(de)(de)。
1. 均勻腐(fu)蝕
均(jun)勻腐蝕是(shi)指接觸的金屬表(biao)面全(quan)部產生(sheng)腐蝕的現(xian)象。檢查方法多半使(shi)用失重法。
2. 局部腐蝕(shi)
①. 晶間(jian)腐蝕
在腐(fu)蝕介(jie)質作用下,起源(yuan)于金屬表面(mian)沿(yan)晶界深入金屬內(nei)部(bu)的(de)(de)腐(fu)蝕稱為晶間(jian)腐(fu)蝕。它是一種局(ju)部(bu)性腐(fu)蝕。晶間(jian)腐(fu)蝕導致晶粒間(jian)的(de)(de)結(jie)合力喪失(shi),材料強度(du)幾乎消失(shi),是一種很(hen)值得重(zhong)視的(de)(de)危險的(de)(de)腐(fu)蝕現象。導致奧氏體不銹(xiu)鋼晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)原因很(hen)多,概括(kuo)有以下幾種:
a.碳化鉻(ge)析出引起(qi)的晶間腐蝕
b.σ相析出(chu)引起的晶(jing)間腐蝕
c.晶界吸附引(yin)起的晶間(jian)腐蝕
d.穩(wen)定元素高(gao)溫(wen)溶解引起的晶間腐蝕
②. 點蝕及縫(feng)隙腐蝕
點蝕及縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕的共(gong)同機理(li)是(shi)腐(fu)蝕區間(jian)產生“閉塞電池腐(fu)蝕”作用所致,但各自的具體原因不(bu)相(xiang)同。
點蝕(shi)(shi)是指在(zai)金(jin)屬材料(liao)表面(mian)產生(sheng)的尺寸(cun)約(yue)小于1.0mm的穿孔(kong)性或蝕(shi)(shi)坑(keng)性的宏(hong)觀腐蝕(shi)(shi)。點蝕(shi)(shi)的形成主要是由于材料(liao)表面(mian)鈍化(hua)膜的局部破壞所引起的。
縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)金屬構(gou)件縫(feng)隙(xi)(xi)處(chu)發生的斑(ban)點(dian)狀(zhuang)或(huo)潰瘍(yang)形宏觀(guan)蝕(shi)(shi)坑。它是(shi)以腐(fu)蝕(shi)(shi)部(bu)位的特(te)征命名的。和(he)(he)點(dian)蝕(shi)(shi)形成機理有差異之點(dian)在于縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)主要是(shi)由介質的電化學(xue)不均勻性引起的。因此,改善運行條件、改變介質成分和(he)(he)結(jie)構(gou)形式是(shi)防止(zhi)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)的重要措(cuo)施。
③. 應(ying)力腐蝕斷裂(SCC)
應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)指在(zai)靜(jing)拉(la)伸應(ying)(ying)力(li)與電(dian)化(hua)學介質共(gong)同作(zuo)用下(xia),因陽極(ji)溶解過程(cheng)引起的斷裂。在(zai)應(ying)(ying)力(li)與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質共(gong)同作(zuo)用下(xia)有三種不同類型的局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)——應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、氫(qing)脆和腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)疲勞。

