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不锈钢的腐蚀与防腐
文章来源:中国防腐装备网    添加人:admin    添加时间:2015/12/22
 
  通常所说的不锈钢是不锈钢、不锈耐酸钢及不锈耐热钢的总称,是指在空气中能抵抗腐蚀的钢。不锈钢不是在任何情况下都具有较好的耐蚀性,在一定条件下可能出现点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀等现象。如:不锈钢在腐蚀性介质和拉应力共存的条件下,可能产生应力腐蚀;在腐蚀性介质和高温环境共存的条件下,还可能产生晶间腐蚀。后两种腐蚀其隐蔽性和危害性远大于其它腐蚀,往往会造成重大的工程事故。不锈钢抗腐蚀能力因其金相组织和化学成分的不同而有所不同。
  1不锈钢的点蚀点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀,不锈钢点蚀是在特定的腐蚀介质中发生的。通常发生在含有卤素阴离子的溶液中,其中以氯化物、溴化物侵蚀性最强,是不锈钢常见的局部腐蚀之一。
  11点蚀产生的原因当介质中含有某些活性阴离子(如Cr)时,破坏不锈钢表面钝化膜发生。由于钝化膜破坏处的基体金属显露出来使其呈活化状态,而钝化膜处为钝态,这样就形成了活性一钝性腐蚀电池。由于阳极面积比阴极面积小得多,阳极电流密度大,所以阳极金属很快腐蚀成小孔。
  12影响点蚀的因素介质的影响。除卤化物阴离子以外,氧化性的金属离子(如Fe3+、Cu2+、Hg2+)也能促使点蚀产生;溶液中的O2和其它氧化剂是产生点蚀的必要条件。
  合金元素的影响。在不锈钢中加入钼能提高膜的稳定性,使不锈钢表面生成很致密而牢固的钝化膜。铬主要是提高钢的钝化膜的修复能力或称再生能力。
  13防止点蚀的措施选择含有适当的钼元素和较高铬的奥氏体不锈钢;控制溶液中卤素离子的浓度,特别是Cr离子,并避免溶液的局部浓缩;加入缓蚀剂提高溶液的PH值;降低介质的温度,温度越高点蚀越显著。
  2不锈钢的应力腐蚀不锈钢在特定的腐蚀性介质和拉应力(外力或焊接、冷加工等产生的残余应力)的同时作用时会出作考简介:5王少岩男J辽宁丹东人C1辽宁机电职职业现低于强度极限的脆性开裂现象,称为应力腐蚀。由于腐蚀性介质的作用,在不锈钢的腐蚀敏感部位形成微小坑陷,而后在残余应力的作用下产生微观裂纹,且裂纹扩展很快,最终腐蚀开裂。这种腐蚀性介质有硝酸、硝酸铵、溴化钙、盐酸、氢氟酸、氢氧化钾及含有氯离子溶液等。
  21应力腐蚀产生的原因应力腐蚀发生的初期与点蚀相同,是在一个微区内进行的。微观裂纹一旦产生,在金属内部就存在一条狭窄的活性通路,在拉应力的作用下,活性通路前端的膜反复地、间歇地破裂,腐蚀沿着与拉应力垂直的通路前进。在裂缝尖端,由于阴离子腐蚀放氢,一部分氢可能扩散到尖端金属内部引起脆化,发生脆性断裂。裂缝在腐蚀和脆断的反复作用下迅速前进。裂缝形态有两种:一种是沿晶界破裂,称为晶间破裂;另一种是穿过晶粒,称为穿晶破裂。
  奥氏体不锈钢在含有氯离子溶液的环境中,最有可能发生应力腐蚀破裂。产生的原因就是C厂破坏局部钝化膜而进入裂缝尖端构成盐酸,产生自加速催化加速腐蚀过程,同时氢离子在尖端析出,渗入裂缝前缘,使金属脆化。
  22影响应力腐蚀的因素氯离子浓度的影响。一般来说,随氯化物浓度的加,Ci一Ni不锈钢的应力腐蚀开裂加快,特别MgCk最易引起应力腐蚀破裂,不同氯化物的腐蚀作用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na+、Li+等离子的顺序递减的。
  残余应力的影响。除工作应力引起应力腐蚀外,在加工制造过程中所产生的残余应力,对应力腐蚀的影响也是相当大的。
  合金元素的影响。镍、硅元素能提高奥氏体不锈钢在MgCl2溶液中抗应力腐蚀破裂性能;氮、磷、钼等元素会降低不锈钢在浓氯化物介质中的耐应力腐蚀能力。
  23防止应力腐蚀的措施主要从减少腐蚀介质和消除拉应力两方面来采取措施:避免使用对应力腐蚀敏感的材料。如奥氏体一铁素体双相不锈钢比纯奥氏体具有更好的抗应力腐蚀的性能;减少腐蚀介质浓度,特别是cr离子的浓度,必要时在介质中添加缓蚀剂或采用阴极保护;在加工制造过程中,采取必要的措施以减少残余应力。
  3不锈钢的晶间腐蚀所谓晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中,并在高温环境下由于晶界合金元素的贫化,沿着材料的晶粒间界受到腐蚀,使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。以奥氏体不锈钢为例,在焊接时,焊缝两侧2~3毫米处可被加热到400~910这就是所谓的晶间腐蚀敏化区,有铬和钼相析出而出现贫化。不锈钢抗晶间腐蚀能力因其金相组织和化学成分的不同而有所不同,如:奥氏体不锈钢和双相不锈钢晶间腐蚀的敏化温度范围是400~850而铁素体不锈钢则在850*C以上。腐蚀从表面沿晶界深入金属内部,外表看不出腐蚀迹象,但金相观察晶界呈现网状腐蚀。
  3.1晶间腐蚀产生的原因产生晶间腐蚀的原因很多,一般认为是由于晶界合金元素的贫化。不锈钢中含有一定量的铬和钼等可钝化元素才具有耐腐蚀性,如果在晶界有富铬和富钼相析出,这些相的主要成分为M23C6、M7C3(M代表铬、钼、铁),析出相中铬含量高达95%,则沿晶界就产生一个贫铬和贫钼区。当贫化区的铬和钼含量降至钝化所需的极限含量(如铬含量在11%)以下时,在适合的腐蚀溶液中就形成“碳化铬(阴极)一贫铬区(阳极)*电池,使晶界贫铬区产生腐蚀。
  3.2影响晶间腐蚀的因素碳(C)元素的影响。含碳量愈高,碳的扩散量愈多,碳化物形成的就多,铬的消耗量就大,使得晶间腐蚀倾向渗入晶界的深度加大。
  敏感性4-2015铬(Ci)元素的影响。铬含量加时,有利于贫铬区与富铬区含铬量的平衡,从而降低了晶间腐蚀的镍(Ni)元素的影响。镍含量增加可降低碳在奥氏体钢中的溶解度,并可促进M23C6的析出和成长速度,因此镍是加速晶间腐蚀的元素。
  %有晶‘,'Z,/'司腐蚀钛(Ti)和铌(Nb)的影响。钛和铌与碳的亲和力较强,能够生成稳定的TiC和NbC,以避免碳与铬结合形成碳化铬,从而减少了晶界贫铬区的产生,因此它们被称为稳定化元素。
  不锈钢耐晶间腐蚀都是不利的。
  热处理制度的影响。由于碳和铬的扩散速率不同,晶间腐蚀倾向受加热温度和加热时间两个因素的影响。为0Cr18Ni9铬镍不锈钢晶间腐蚀倾向与温度和时间的关系。
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