不锈钢的腐蚀.doc

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1、不锈钢的腐蚀一、 不锈钢的腐蚀发生原因不锈钢的不锈特性是由于钢板表面特殊的钝化保护膜，首先简单介绍一下不锈钢的耐蚀机理，即钝化膜理论。所谓钝化膜就是在不锈钢表面有一层以Cr(铬)与氧结合的Cr2O3 （三氧化二铬）为主的薄膜它是在金属表面形成厚度约100万分之数mm的不动态皮膜。由于这个薄膜的存在使不锈钢基体在各种介质中腐蚀受阻，这种现象称为钝化。这种钝化膜的形成有两种情况，一种是不锈钢本身就有自钝化的能力，这种自钝化能力随铬含量的提高而加快。另一种较广泛的形成条件是不锈钢在各种水溶液（电解质）中，在被腐蚀的过程中形成钝化膜而使腐蚀受阻。不锈钢对比炭钢或铝耐蚀性突出优秀. 但不是象金或者铂金那

2、样绝对不生锈的金属.但受到其他什么原因不动态皮膜受到破坏不能再生的话不锈钢也会生锈，就是腐蚀。一般不锈钢的腐蚀类型分为两类：均匀腐蚀、局部腐蚀，随着不锈钢在人们生活中的普及，派生出了新的腐蚀类型“锈蚀”。 有防止浮动体皮膜再生作用的物质有氯离子（Cl）(铅分,漂白剂,聚氯烧毁时的煤烟,盐酸),硫磺氧化剂(汽车,工厂等的燃烧排气Gas,温泉蒸汽,火山烟,火山灰)等.煤烟，粉尘等附着到不锈表面，可促进氯离子等的附着力或防碍对于表面的氧化供应.还有铁粉等的异种金属附着到表面，可使金属本身变成锈，也使不锈钢自身也生锈.二、腐蚀原因物质及作用原因物质作用 环境 HCl, SOx等的酸 溶解于水生成这种酸

3、的 物质(sox) 随着降低PH, 让不动态皮膜趋于不稳定 清洁药剂 工厂排气Gas 机动车排气Gas 温泉地带 降落火山灰的地带 NaCl(盐分)等的盐化物 HClO(次亚氯酸) 溶解于水分, 放射出的Cl-破坏不动态皮膜 海岸地带(海盐粒子) 蓄水槽(灭菌剂) 垃圾烧毁场附近 (烧毁 Gas) 吐丝, 粉尘, 污渍等 追加，固着在不锈钢表面 的物质 防碍不锈钢表面的氧供给，让不动态皮膜不稳定, 防止再生 工厂排气GAS 机动车排气 GAS 建筑公社现场旁边 以铁分为主的异种金属 附着于不锈钢表面个体自己生锈 铁公所附近 制铁所旁边 建筑公社现场旁边 三、腐蚀的种类及对策干式腐蚀湿式腐蚀全面

4、腐蚀均匀腐蚀局部腐蚀因环境引起的龟裂电位腐蚀孔蚀/点蚀缝隙腐蚀晶间腐蚀应力腐蚀龟裂腐蚀疲劳龟裂氢气脆性龟裂微生物腐蚀Microbialogically Influenced CorrosionPittingUniform CorrosionIntergranular CorrosionGalvanic CorrosionStress Corrosion CrackingStress Fatigue CrackingHydrogen Embrittlement CrackingWet CorrosionDry CorrosionCrevice Corrosion区分 防止对策 对于使用环境的评价

5、 正确的表面状态和设计适用 选择适用的钢种 周期性的有机管理全面腐蚀 - 选择适用于环境的钢种. 例) 海水 : 316,316L, 高温: 321- 各种表面处理 (Mirror等)局部腐蚀 晶间腐蚀- 固溶化热处理 :把在高温中稀出的炭化物完全再固溶后急冷- C含量的低减 : 0.03%以下- 选择安定化的钢种 : Ti, Nb添加钢孔蚀- 纺织与氯环境的接触- 表面处理 : 研磨加工 (例 ; Mirror 等)- 焊接部实施热处理- 使用在氯环境下不发生反映的材料 : Mo添加钢(316,316L)- N的强化缝隙腐蚀 应力腐蚀 - 加工后解除应力, 必要解除应力集中部.- 解除应力实

6、施热处理- 使用在应力腐蚀环境下不发生反映的材料-使用Ni更高层钢种 Galvanic 腐蚀 -优先以电气化学性质类似材料的接触防止腐蚀 Cathod(Noble)Anode(Active)Base Metal因环境引起的龟裂 缝隙腐蚀(CreviceCorrosion)孔蚀(Pitting Corrosion)应力腐蚀(StressCorrosionCracking)电位腐蚀(Galvanic Corrosion)晶间腐蚀(IntergranularCorrosion)局部腐蚀全面腐蚀 1、均匀腐蚀均匀腐蚀是指裸露在腐蚀环境的金属表面全部发生电化学或化学反应，均匀受到腐蚀。这种腐蚀也可以测量

7、其进行速度，也可以预测以后的腐蚀程度，设定安全系数，设定材料的使用期，所以它是众多腐蚀种类中最不危险的腐蚀，通常均匀腐蚀的腐蚀程度按照重量、厚度减少的多少来衡量。除了特殊环境以外，不锈钢的均匀腐蚀的速度极低，使用寿命长，维护费用低。表7-1不锈钢耐蚀性的十级标准耐蚀性评价腐蚀率（mm/年）等 级完全耐蚀0.0011很耐蚀0.001-0.0050.005-0.01023耐 蚀0.010-0.050.05-0.1045尚耐蚀0.10-0.500.50-1.0067欠耐蚀1.00-5.005.00-10.089不耐蚀10.010如果在使用过程中要求保持镜面或尺寸精密的设备应选用1-3级的不锈钢；要求

8、长期不漏或要求使用年限的设备，应选用2-5级；对于检修方便或寿命不需很长的设备可选用4-7级的不锈钢。对于年腐蚀率超过1mm的一般不选用。2、局部腐蚀局部腐蚀是指在腐蚀介质的作用下，钢的基体在特定的部位被快速腐蚀的一种腐蚀形式。这种腐蚀对设备的威胁极大，因此必须根据介质条件正确地选用不锈钢。局部腐蚀主要类型有：晶间腐蚀、点蚀、应力腐蚀、锈蚀等。1） 应力腐蚀龟裂(Stress Corrosion Cracking)SCC：是指在一定的腐蚀介质中，在张应力的作用下发生的以裂纹扩展方式与腐蚀有关的断裂。是局部腐蚀中最常见，危害最大的一种。裂纹特征：起源于表面，分布具有明显的局部性；断口形貌呈脆性断

9、口。影响SCC因素：腐蚀介质（CL-）；应力（敏感度取决于实际应力/屈服强度）；温度；组织和成分（高Cr铁素体不锈钢不敏感；低Ni敏感，高Ni不敏感）应力腐蚀的外貌是沿设备厚度的垂直方向呈树枝状的腐蚀，使设备开裂。产生应力腐蚀的条件除介质条件外，与设备在制造过程产生拉伸应力有直接关系。发生这种腐蚀的主要设备有热交换器、冷却器、蒸汽发生器、送风机、干燥机和锅炉等。提高不锈钢耐应力腐蚀的措施：一是提高耐应力腐蚀指标Ni；二是对设备进行消除残余应力的热处理。 给腐蚀环境里的有腐蚀性的金属施加应力时应力和腐蚀的协同作用下发生脆性龟裂,这腐蚀是奥氏体钢特有现象，主要在抗拉应力的90方向发生，龟裂的传播速

10、度非常快，部件的破坏在23日内或数小时内发生，所以结构物采用奥氏体系Wire来支撑的环境里氯的浓度高时非常危险，有必要注意。 A、 腐蚀发生方法以下图片是温水槽SCC（应力腐蚀）腐蚀开始点Crack 传播温水槽外部温水槽内部B、对策 SCC的必要因素Susceptible materials（原料）, Corrosive environment（环境）, Tensile stress（拉伸的力）的3作用同时存在时发生，所以3个因素中去除一种因素就可以防止腐蚀发生 调低氯离子浓度、使用温度去除氧、氧化物质去除表面附着物(随时清扫)结构上回避应力集中的模样或缝隙 焊接或加工后实施去除应力的热处理(

11、主要在焊接部附近发生) 赋予根据投射凹凸的压缩应力 选择适当的材质(Duplex钢:强度,SCC性,耐腐蚀性同时改善)MaterialsCorrosionEnvironmentCompositionTemperatureElectrode PotentialFlow rateFatigueCorrosion-FatigueSCCStress, StrainService StressFit-up StressResidual StressStrain RateStress（压力）Strain（应力）SCCNo SCC 2）点蚀（SCC）点蚀是一种很危险的局部腐蚀，多发生在含有氯、溴、碘等水溶液

12、中，产生小孔然后急剧进行腐蚀的现象，严重时会穿透钢板， 一般不能以重量减少多少来评价其腐蚀程度。提高耐点蚀能力的措施主要有两方面，一是提高局部的耐点蚀能力，减少钢中的夹杂物，特别是硫含量；二是钢的基体抗点蚀能力，影响基体耐蚀性的合金元素主要是铬、钼、氮三个元素。 PREN：抗点蚀当量（PREN）是评价耐点蚀性的参考，不能绝对化。因为热处理更为关键（固熔）。抗点蚀当量（PREN）=Cr%+3.3（MO+0.5W）%+16N%PREW：抗点蚀性当量(PREW)由满足40PREW67的下式来限定： PREWwtCr+3.3(wtMo+0.5wtW)+30wtN铬、钼和氮对抵抗局部腐蚀能力的综合影响，

13、经常用经验公式WS（Wirksumme）来表示。WS(PRE)= 铬3.3钼16氮式中的WS值一般被称之为“耐点腐蚀能力指数(PRE)”。所以也常常用PRE来表示。公式所给出的氮的系数16是最经常使用的。但据文献报道也有采用其它系数的，比如Mannesmann研究院的Herbsleb博士就建议使用30。诸如钨等其它成分对防腐性能也有积极影响。按重量百分比的算法计算，其效果约为钼的一半。为了进行比较，同时用16和30作为PRE 公式中氮的系数为下表中的一些钢种计算PRE值。结果在下表中给出。下表 ：PRE值及一些高合金不锈钢的临界点蚀温度和临界缝隙腐蚀温度合金ASTMEN*PRE(16)PRE(

14、30)CPT*CCT*2205S318031.446234365335317LMN317LMN1.4439333553-904LNO89041.453936376115Sanicro28-1.45633940-AL-6X-4141-254SMOS312541.454743469060654SM0S326541.46525663100100*欧洲统一标准，*在 1摩尔的NaCl 溶液中，*在3.5的NaCl溶液中，腐蚀电位为700mV SCE可以看出， PRE(16)和PRE(30)对许多钢种来说差别并不是很大。最重要的是两个系数对排列不同不锈钢并无任何影响。上表同时也给出了一些不锈钢的临界点蚀

15、温度(CPT)和临界缝隙腐蚀温度(CCT)。这两个临界温度常常被用来衡量不锈钢耐局部腐蚀的能力。大量的研究工作和实用经验表明，PRE值与不锈钢耐局部腐蚀的能力，如CPT和CCT值，是成比例关系的。317LMN，904L两种奥氏体不锈钢和2205型双相不锈钢的 PRE 值大致相同，其抗点蚀和缝隙腐蚀的能力也应该是相同的。所记录的使用数据显示，904L不锈钢的抗点蚀能力略优于其它钢种，而2205的抗缝隙腐蚀能力则较强，这种现象与实际使用情况相符。 一些牌号的PREN及PREW值类别牌号化学成分CCrNiMoNCuWPRENPREW低合金 型S323040.03234-0.12-24.92-S321

16、010.03211.5-0.22-25-S320030.03203.51.70.16-28-中合金型S31803/S322050.0322530.18-34.3-3Re60（18-5）0.0318530.05-29.02-高合金型S325500.0525630.181.8-37-S31250（DP3）0.0325730.160.50.33738超级DSSS327400.0325730.27-2.03942.5S327500.0325740.28-41-S32760（Zeron100）0.0325740.240.70.74040.5S327070.03276.550.40-50-S329060.

17、03296.520.350.8-41-3040.08188-0.03-18.48316L0.03171020.03-24.08317L0.031911.530.03-29.38250725540.30-43.00904L20254.50.03-34.85NO8926206.50.20-44.65254SMO2060.2-43.00下图：临界点蚀温度(CPT)和临界缝隙腐蚀温度(CCT)3） 晶间腐蚀A、晶间腐蚀的定义晶间腐蚀是产生在晶粒之间的一种腐蚀形式。产生晶间腐蚀的不锈钢，受到应力作用时，晶间腐蚀由表面开始而逐渐向内部发展。这种腐蚀对于承受重载零件危害很大，因为它不引起零件外形的任何变化而

18、使品粒之间结合遭到破坏，严重降低其机械性能，强度几乎完全损失，往往使机械设备发生突然破坏，是不锈钢最危险的一种破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在热影响区、焊缝或熔合线上。在熔合线上产生的晶间腐蚀又叫刃状腐蚀。晶间腐蚀多发生在450850时工作、中等浓度硫酸、高浓度硝酸和有机酸等酸性介质中发生及没有固熔的不锈钢。腐蚀形式是不锈钢基体的晶粒边界受到加速腐蚀。产生这种腐蚀的原因是晶界处贫铬造成的。 B、晶间腐蚀产生的原因现以188型奥氏体钢(例如1CrI8NI9)来说明晶间腐蚀产生的过程。室温下碳元素在奥氏体的溶解度很小，约002-003 (质量分数)，而一般奥氏体钢中含碳量均超过002-003 ，因

19、此只能在淬火状态下使碳固溶在奥氏体中，以保证钢材具有较高的化学稳定性。但是这种淬火状态的奥氏体钢当加热到450850或在该温度下长期使用时，碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速，当奥氏体中含碳量超过它在室温的溶解度(002-003)后。碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合， 析出碳化铬Gr23C6。但是铬的原子半径较大，扩散速度较小，来不及向边界扩散，晶界附近大量的铬和碳化合形成碳化铬，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部， 而是来自品界附近。结果就使晶界附近的铬含量大为减少， 当晶界含铬量小于l2 (质量分式)时，就形成“贫铬区”。造成奥氏体边界贫铬，

20、当晶界附近的金属含量铬量低于l2时就失去了抗腐蚀的能力，在腐蚀介质作用下，就在晶粒之间产生腐蚀即产生晶间腐蚀。从上可知，晶间腐蚀产生的根本原因是由于晶粒边界形成贫铬层造成的。C、不锈钢产生晶间腐蚀的影响因素(1)加热温度和加热时间的影响加热温度和加热时间对188型不锈钢晶间腐蚀的影响 当加热温度小于450或大于850，不会产生晶间腐蚀。因为温度小于450 时， 由于温度较低， 不会形成碳化铬。当温度超过850 时， 由于温度扩散能力增强，有足够的铬扩散至晶界和碳结合，不会在晶界形成“贫铬区”：所以产生晶间腐蚀的温度是在450-850之间，这个温度区间就成为产生晶间腐蚀的“危险温度区” (又称“

21、敏化温度区”)其中尤以650为最危险。焊接时，焊缝两侧处于“危险温度区”的地带最容易发生晶间腐。即使是焊缝由于在冷却过程中其温度也要穿过“危险温度区”，所以也会产生晶间腐蚀。(2)冷却速度的影响 冷却速度的影响不锈钢焊接接头在“危险温度区”停留在时问越短，接头的耐晶问腐能力越强。所以不锈钢焊接时，快速冷却是提高抗晶间腐蚀的重要手段。 (3)含碳量的影响碳是造成晶体间腐蚀的主要元素，碳含量在008以下时，能够析出碳的数量较少， 碳含量在008 以上时，能够析出碳的数量迅速增加。随着不锈钢中含碳量的增加，在晶界生成的碳化铬随之增多，结果就使得在晶界形成“贫铬区” 的机会增多， 导致产生晶间腐蚀的倾

22、向增加，所以碳是抗晶间腐蚀最有害的元素。奥氏体不锈钢根据含碳量的不同，分成三个等级：一般含碳量(toe 014)、低碳级(toe006)和超低碳级(toe003)，因为室温时，奥氏体中能溶解最大的碳，其质量分数为002 03 ，所以超低碳奥氏体不锈钢如果材料化学成份合格原则上就不会产生晶间腐蚀， 如00Crl9Ni10、等。焊接这类钢时， 应该采用超低碳不锈钢焊丝，如H00Cr21Ni10。(4)金相组织的影响不锈钢的金相组织如果是单相奥氏组织体，则其抗晶间腐能力较差。如果组织中同时还有一定数量的铁素体存在，形成奥氏体加铁素体的双相组织，会大大提高抗晶间腐的能力。组织的焊缝由于柱状晶发展较快，

23、 晶间夹层厚而连续，析出碳化物后，贫铬区贯穿于晶粒之间，构成侵蚀性介质的腐蚀通道。双相组织的焊缝， 由于树枝晶粒打乱了柱状晶的生长，晶间夹层分散而不连续，并且由于铁素体中铬的质量分数远高于奥氏体，碳化铬等化合物优先在铁素体的边缘以内析出，因而不致在晶界形成贫铬区。即使形成了贫铬区，也容易从临近的高铬铁素体中，及时得到铬的补充。因此这种双相组织会大大提高抗晶间腐的能力。(5)热处理工艺的影响通过热处理可以消除贫铬区，稳定金属组织，可有效地减少晶间腐蚀的产生。(6)其它元素的影响如在不锈钢中的加入钛、铌等与碳的结合能力比铬更强的元素，能够与碳结合合成稳定的碳化物，可以避免在奥氏体中形成贫铬区。这些

24、元素称为稳定剂，并且钛和铌还是形成铁素体的元素，加入后会促使形成双相组织。所以，通过添加这些元素也可以减少晶间腐蚀的产生。D晶间腐蚀的防止方法为了防止晶界贫铬提高抗晶间腐蚀能力，主要有两个办法：一是降低钢中的碳含量0.03%的超低碳不锈钢；二是向钢中添加钛或铌，铌、钛（Nb、Ti）：是强碳化物形成元素，能提高钢的耐晶间腐蚀能力。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响，因此在表面要求较高的不锈钢中一般通过添加铌来改善性能。N在Cr-Ni奥氏体不锈钢和双相不锈钢中是一种无价且非常有益的合金元素。对氮的强化作用，降低钢的晶间腐蚀敏感性，改善钢的耐蚀性，特别是改善钢的耐点蚀等方面的机理，正在进行深入的研

25、究工作。几种控氮和氮合金化的Cr-Ni奥氏体不锈钢已结合工程需要投入了批量生产和应用综上所述，我们可以从以下几个方面着手加以控制和 (1)控制含碳量通常控制基本金属和焊条的含碳量在008 以下，如0Crl8Ni9Ti钢板，E0191015、E01910Nb一15焊条等。另外，若奥氏体钢中的含碳量小于002-003 时，则全部碳都溶解在奥氏体中，即使在450-850加热也不会形成贫铬层，故不会产生晶间腐蚀。通常所说的超低碳不锈钢(如00Crl9Ni10、00Crl7Ni14M02、E00191016焊条)含碳量小于003 ，因此不会产生晶间腐蚀。(2)添加稳定剂在钢材和焊接材料中加入钛、铌等与碳

26、的亲和力比铬强的元素，这些元素能够与碳结合成稳定的碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铬，对提高抗晶间腐蚀能力起十分良好的作用。常用的不锈钢材和焊接材料都含有钛和铌， 如2Crl8NilMo2Ti钢材、E01910Nb一15焊条、H0Crl9Ni9Ti焊丝等。(3)进行固溶处理将焊接接头进行固溶处理，方法是在焊后把焊接接头加热到1050-11oo ，此时碳又重新溶人奥氏体中，然后迅速冷却，稳定了奥氏体组织。另外，也可以进行850900保温2h的稳定化热处理，此时奥氏体晶粒内部的铬逐步扩散到晶界， 晶界处的含铬龟又重新恢复到大于12 ，这样就不会产生晶间腐蚀。(4)采用双相组织在焊缝中加入铁素体形

27、成元素， 如铬、硅、铝、钼等， 以使焊缝由原来的奥氏体单相组织转化成奥氏体加铁素体的双相组织。但应该注意的是：焊缝金属中铁素体含量不宜过多，否则也会使焊缝变脆。实践证明焊缝金属中铁素体含量在5-10 时， 可有效地减少晶间腐蚀的产生。(5)加快冷却速度因为奥氏体钢含碳量低，不会产生淬硬现象，所以在焊接过程中，可以设法增加焊接接头的冷却速度，如焊件下用铜垫板，或直接浇水冷却。在焊接工艺上，可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施， 目的是缩短焊接接头在危险温度区(450850C)停留的时间，使其不致形成贫铬区，从而有效的防止了晶间腐蚀的产生。此外，还必须注意焊接次序， 即与腐蚀介质接触的焊缝应

28、最后焊接，尽量不使它受重复的焊接热循环作用。E、其它人理论产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于1012%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）

29、23C6等。数据表明，铬沿晶界扩散的活化能力162252KJ/mol，而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol，即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部的铬来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（即不含钛或铌的0Cr18Ni9不锈钢），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815之间加热时，或者缓慢冷却通过

30、这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用也可出现在焊接时，在焊接热影响区造成其后的局部腐蚀。最通用的检查不锈钢敏感性的方法是65%硝酸腐蚀试验方法。试验时将钢试样放入沸腾的65%硝酸溶液中连续48h为一个周期，共5个周期，每个周期测定重量损失。一般规定，5个试验周期的平均腐蚀率应不大于0.05mm/月。 防止晶界腐蚀的措施有：1、 调整焊缝的化学成份，加入稳定化元素减少形成碳化铬的可能性，如加入钛或铌等。2、 减少焊缝中的含碳量，可以减少和避免形成铬的碳化物，从而降低形成晶界腐蚀的倾向，含碳量在0

31、04%以下，称为“超低碳”不锈钢，就可以避免铬的碳化物生成。3、工艺措施，控制在危险温度区的停留时间，防止过热，快焊快冷，使碳来不及析出。 4）缝隙腐蚀产生缝隙腐蚀的主要原因是设备内有缝隙，例如铆接、垫片或者设备内有死角等原因，介质在这些地方由于不流动，所以氯离子浓缩而加快腐蚀。为了防止发生缝隙腐蚀，首先应尽量避免有缝隙的设计，或使缝隙敞开；其次提高耐缝隙腐蚀的能力，其中合金元素的影响与点蚀相同。缝隙腐蚀+ Pitting(03.3大韩特殊钢/填埋的自来水管) 皮套腐蚀发生部位管道5）锈 蚀不锈钢的耐蚀性能是近年来由于不锈钢作为装饰材料广泛应用而提出的新的耐蚀性指标。不锈钢作为建筑用的板、管等

32、材料同时要具有装饰性和美观性。 影响不锈钢耐锈性能的因素与耐点蚀性的因素是完全相同的，主要取决于基体抗锈性和锈蚀源（夹杂物）的含量。耐蚀性角度进行选材1）大气环境介质中的选用 一般选用201、301、304型，较少选用1201、301。2）水介质中的选用 一般以304、控N型18-8、316型等可耐氯离子腐蚀，做刀具也可选用Cr13型。在海水中应选用高Cr、Ni的含Mo的钢种，或者双相钢2205、2507。3）硝酸介质中的选用在稀硝酸（65%）中，一般18-8就具有良好的耐硝酸腐蚀性能；随浓度的增加，达到68.4%以上时，可选用0Cr25Ni20钢，再高浓度（85%）时，需要使用含Si的高Cr

33、奥氏体不锈钢如0Cr25Ni20Si2、00Cr18Ni5Mo3Si2。 含Mo不锈钢一般不用于耐硝酸腐蚀。4）硫酸介质中的应用 不含Mo的不锈钢，是不能用于耐硫酸腐蚀，而含Mo2-3%的316系列，是耐硫酸腐蚀的最低牌号，含Mo双相钢也相当或优于316系列；随硫酸浓度的提高，需要选用高Cr、Ni、含Cu、Si的奥氏体不锈钢如022Cr21Ni26Mo5Cu2（904L）。5）盐酸介质中的选用 盐酸介质还原性强，不锈钢很难钝化，稀盐酸中需要选用高Cr、Ni、含Cu、Si的奥氏体不锈钢，如825、625、276。18-8不能选用。6、烧碱介质中的选用 选用含Cr26%的纯铁素体不锈钢或含Ni 2

34、0%的Cr-Ni奥氏体不锈钢。7）有机酸介质中的选用一般可选Cr17型，或含Mo的奥氏体不锈钢等。 8）防止局部腐蚀的选材 防止晶间腐蚀（超低C、含Ti、N、Nb、选用双相、一定要固熔）：可选择321、304L、316Ti、347等 点腐蚀：（高Cr铁素体不锈钢不敏感、低Ni敏感、高Ni不敏感；高Cr、含Mo、含N、含W、固熔、低S、双相钢）可选择316（L）、高纯铁素体00Cr18Mo2、双相不锈钢18-5、2205等。 缝隙腐蚀：一般耐点腐蚀钢种都可以选用。 应力腐蚀：316系列，双相钢等。硫酸：H2SO4硝酸：HNO3盐酸：HCI磷酸：H3PO4醋酸：CH3C00H氢氟酸：HF甲酸：HC

35、OOHH：氢（hydrogen）S：硫（sulfur）O：氧（oxygen）P：磷（phosphor）C：碳（carbon）CI：氯（chlorin）1、酸洗过程中没接触空气但不锈钢表面的钝化膜的Cr2O3 （三氧化二铬）是那来的？答：是硫酸（H2SO4）中的“O”。2、为什么盐酸的还原性强答：因为它中有CI3、为什么中高浓度的绝大多数金属和合金是多晶体，在它们的表面上也显露出许多晶界。晶界是原子排列较为疏松、紊乱的区域，容易产生杂质原子富集、晶界吸附、第二相的沉淀析出等现象（见界面）；因此存在着显著的化学、物理不均匀性。在腐蚀介质中金属和合金的晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的。在某

36、些环境中，晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时，会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀,称为晶间腐蚀（图1及图2）。受热 （如敏化处理）、受力（冷加工形变）而引起晶界组织结构的不均匀变化，对晶间腐蚀也有很大影响（见金属腐蚀）。 晶间腐蚀发生后，金属和合金虽然表面仍保持一定的金属光泽，也看不出被破坏的迹象，但晶粒间的结合力已显著减弱，强度下降，因此设备和构件容易遭到破坏。晶间腐蚀隐蔽性强，突发性破坏几率大，因此有严重的危害性。不锈耐酸钢、镍基耐蚀合金、铝合金等金属材料都有可能产生晶间腐蚀；尤其在焊接时，焊缝附近的热影响区更容易发生晶间腐蚀。 20世纪30年代以来,对晶间腐蚀进行了大量研究,所提出的

37、贫化理论，特别是对奥氏体不锈钢的贫铬理论已得到证实，并将贫化理论应用到铝铜合金的贫铜及镍钼合金的贫钼等方面。前者在晶界上析出了CuAl2,后者在晶界上析出了Mo2C。 晶间腐蚀机理 贫铬理论是奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要理论。从相图得知，不锈钢中碳在奥氏体里的固溶度随着温度的升高而增加，500700时，1Cr18Ni9钢中碳在奥氏体里的平均固溶度不超过0.01。奥氏体不锈钢经固溶处理快速冷却后，奥氏体中的碳处于过饱和状态。当这种钢在敏化温度范围(427816)内受热时，奥氏体中过饱和的碳会迅速地向晶界扩散,在晶界上,碳消耗了晶界周围的铬，与铬形成铬的碳化物，由于铬的扩散速度太慢而得不到及时的补充，

38、结果在晶界周围形成严重的贫铬区（图3）。1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的贫铬区的宽度约为2000左右，贫铬区的含铬量低于9.28,亦即低于钝化所需要的含铬量。贫铬区和晶粒本身的电化学性能的差异，使贫铬区（阳极）和处于钝化态的基体（阴极）之间建立起一个具有很大电位差的活化-钝化电池。贫铬区的小阳极和基体的大阴极构成腐蚀电池，使贫铬区受到晶间腐蚀。同样,由于晶界区析出相而引起的晶界贫铬区，也可用贫铬理论来进行解释。贫铬理论适用于在弱氧化性介质中发生的晶间腐蚀。 不锈钢在强氧化性介质（如在含六价铬离子的硝酸溶液）中的腐蚀电位处于过钝化电位区。有些敏化态的不锈钢不易产生晶间腐蚀，而固溶态的不锈钢却产生晶

39、间腐蚀，这显然不能用贫铬理论来解释。固溶态的不锈钢之所以产生晶间腐蚀，主要原因是在晶界上发生杂质元素或析出相的选择性溶解。 铁素体不锈钢也会发生晶间腐蚀，但敏化处理和避免这种类型腐蚀的热处理制度则与奥氏体不锈钢相反。铁素体不锈钢从925以上快冷后对晶间腐蚀敏感,但经650815短时间回火后，便可消除这种敏感性。在铁素体不锈钢的焊接件与奥氏体不锈钢焊接件上产生的晶间腐蚀的部位也有所不同。前者产生于紧靠焊缝部位,后者则产生于距焊缝较远的部位。这主要是由于在铁素体不锈钢的晶界上，碳化铬的析出速度很快，一般的冷却速度无法抑制这种析出。由于铬在铁素体不锈钢的扩散速度较快，所以通过缓冷或回火可以消除贫铬现

40、象。 评定试验 中国已制定了评定不锈钢晶间腐蚀试验的国家标准。标准中规定了五种晶间腐蚀试验方法：10草酸浸蚀法，它是通过观察不锈钢的显微组织，将晶界的状态进行分类评定的试验方法;硫酸-硫酸铁试验法,它是将奥氏体不锈钢在硫酸-硫酸铁溶液中煮沸试验后，以腐蚀率来评定晶间腐蚀倾向；65硝酸试验法，它是将奥氏体不锈钢浸在65硝酸溶液中煮沸试验后,以腐蚀率来评定晶间腐蚀倾向的试验方法；硝酸-氢氟酸试验法，它是将奥氏体不锈钢浸在70的10硝酸-3氢氟酸溶液中试验，以腐蚀率来评定晶间腐蚀倾向的方法，适用于含钼的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向；硫酸-硫酸铜试验法,适用于检验奥氏体不锈钢在加铜屑的硫酸-硫酸铜溶液中

41、煮沸试验后,观察试样弯曲部分的表面是否有晶间腐蚀裂纹，以评定晶间腐蚀倾向。这五种方法各有不同特征，因此在试验时，要视不同情况加以采用。 防止措施 晶间腐蚀的防止措施有：改变介质的腐蚀性；采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受热，或在可能条件下重新进行固溶处理或其他合适的热处理工艺；采用低碳和高纯的不锈钢或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；在不锈钢中添加钛、铌等强碳化物形成元素，形成碳化钛和碳化铌，以减少晶界贫铬现象。我公司专门生产不锈钢厨具，就我的经验看来，不锈钢不能和普通钢材焊接或直接接触的原因，是为了防止不锈钢的腐蚀，而不是为了防止普通钢材的腐蚀。如果贵公司的产品不浸没在电

42、解质中（产品不放在潮湿或有冷凝水的地方），只是希望镀锌板本身不受腐蚀，可以考虑使用不锈钢螺丝，但是这样做的话，不锈钢螺栓会和钢板之间发生“渗碳”，不锈钢螺栓的防锈能力受到破坏，失去了采用不锈钢螺栓的意义了。此时不锈钢受到腐蚀的原因叫“晶间腐蚀”。如果贵公司产品会接触到电解质或水，不锈钢螺栓会和碳钢产生“原电池”，加速双方的锈蚀速度。此时腐蚀的原因叫“电化学腐蚀”，反应速度更快。-这是不接触电解质时的情况： 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于1012%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为0.02%0.03%，而一

43、般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C6等。数据表明，铬沿晶界扩散的活化能力162252KJ/mol，而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol，即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部的铬来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。不锈钢在含Cl离子的溶液中耐腐蚀性能很差！不锈钢表面致密的氧化层会被盐酸溶解！盐酸中Cl离子比较高，不锈钢在含Cl离子浓度较高的溶液中产生晶间腐蚀，是不锈钢产生脆裂现象，一般Cl离子浓度25mg/L.(1) 不锈钢酸洗一般很少采用盐酸,原因是如果酸洗后如果钢表面的残余酸处理不干净,残余的Cl离子比较高，容易产生晶间腐蚀，是不锈钢产生脆裂现象;但是如果酸洗后有高压水+振动清洗再经过钝化后中和也可以采用盐酸酸洗,而且盐酸酸洗后的废酸容易处理,对环