材料腐蚀与防护-各类耐蚀金属材料上海交大材料.ppt
第七章 耐蚀金属材料,l 铁基合金l 铜及铜合金l 铝及铝合金l 镁及镁合金l 镍及镍基合金l 钛及钛合金,7.1 铁基合金 6.1.1 铁及铸铁 铸铁合金化提高耐蚀性一、高合金铸铁 1、高Si铸铁（1418%Si）形成SiO2致密保护膜，耐各种酸腐蚀，但不耐碱腐蚀 力学性能差，脆裂、铸造时就会开裂 2、高Ni铸铁（1430%Ni）耐碱蚀，海洋大气、海水 3、高Cr铸铁（1530%Cr）优良的耐蚀、耐磨性能二、低合金铸铁 Cu、Sb、Sn、Cr、Ni等元素少量（0.11%wt）加入铸铁后，在一定程度上提高铸铁耐蚀性。,7.1.2 碳钢和低合金钢一、耐候钢 主要合金元素：Cu、P、Cr、Mo、Mn、Ti、Zr 美国 早期：Cr-Cu-P系低合金钢，耐蚀性比碳钢高5倍 后期：Cr-Cu-V系 法国：Cr-Al系 中国：Mn-Cu系、Cu-P系，含0.10.2%RE钢系,二、耐海水腐蚀钢 主要合金元素：Cu、P、Cr、Mo、Mn、Ti、Zr 最早是美国的Mariner钢：C0.22、Si0.10、Mn0.60.9、0.04S、Cu0.5、Ni0.40.65 低合金钢在全浸区以下与碳钢耐蚀性相差无几，其余区域低合金钢都比碳钢耐蚀，但低合金钢力学性能比碳钢好。低合金钢中加Mo可以减少点蚀。不锈钢在海洋环境中的应用有限。三种类型的不锈钢中，奥氏体不锈钢在海洋环境中耐蚀性最好。,7.1.3 不锈钢 不锈钢是“不锈耐酸钢”的简称，是指在空气及各种侵蚀性较强的介质中耐蚀的一类钢种。,根据成分分类 Cr钢、Cr-Ni钢、Cr-Mo钢、Cr-Mn钢、Cr-Mn-N钢、,根据组织分类 奥氏体、铁素体、马氏体M、双相钢（+、+M）,根据用途分类 耐海水、耐点蚀、耐应力腐蚀开裂、耐浓硫酸等,对不锈钢来说，耐全面腐蚀不是问题，主要是要提高耐点蚀、耐应力腐蚀开裂、耐晶间腐蚀等局部腐蚀。,7.2 铜合金铜的耐蚀性好，其中青铜比黄铜好,一、黄铜（Cu-Zn合金）简单黄铜（Cu、Zn二元）、复杂（特殊）黄铜 黄铜脱锌、季裂-SCC 二、青铜（Cu-Sn合金）铝青铜、硅青铜、铍青铜、锰青铜、磷青铜例：高铝锰青铜螺旋桨，阻尼性能好 三、白铜（Cu-Ni,Cu-Mn合金）,7.3 铝合金 密度2.7g/cm3，重量轻，比强度高，非磁性材料 标准电极电位-1.67V，但易钝化 Al-Si系、Al-Mg系、Al-Cu系、Al-Zn系 铝合金都存在点蚀问题，也可能发生晶间腐蚀、SCC 铝合金使用都需要涂层保护,7.4 镁合金 密度小（1.74g/cm3），比强度高，活性高，平衡电位-2.3V，非常负。Mg-Al、Mg-Zn、Mg-Mn系列合金 耐蚀性差，镁合金使用都需要涂层保护,金属氧化膜完整的必要条件 金属氧化物的体积必须大于形成氧化物消耗掉的金属体积，才能形成完整的氧化膜。即Pilling-Bedworth原理，简称PB原理，PB比大于1。,Mg极易钝化，钝化性能仅次于Al。问：两者的耐蚀性近似吗？,Mg的PB比为0.79。,7.5 钛合金 重量轻，比强度高，易钝化，加工费用高，价贵 Ti-6Al-4V 钛合金会产生缝隙腐蚀、SCC、氢脆 Ti-Mo用于盐酸腐蚀介质,7.6 镍基合金 耐蚀性非常好，有厚的保护膜，价高 一、Ni-Cu合金Monel合金：70Ni-28Cu-X、66Ni-32Ni-X，耐F-、高浓度烧碱、H2S等腐蚀 二、Ni-Mo合金（20%Mo）Hastelloy系列合金（哈氏合金）,主要牌号有：Hastelloy A：0Ni60Mo20Fe20 Hastelloy B：0Ni65Mo28Fe5V Hastelloy B-2：00Ni70Mo28 Hastelloy C：0Cr16Ni57Mo16Fe6W4 Hastelloy C-4：00Cr16Ni65Mo16Ti Hastelloy G：0Cr22Ni45Fe20Mo7Cu2Nb2,三、Ni-Cr合金 Inconel合金是这类合金的代表，是一类组成相当复杂的多元合金。Inconel 80-13.7可用于加工核反应堆锅炉传热管 四、Ni-Ti形状记忆合金 原子比50：50 形状记忆、高弹性,
