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腐蚀与不锈钢的耐腐蚀性能

关闭窗口 浏览: 发表时间:2018-07-06 10:42 编辑:弗奥精密科技 http://www.dgfoor.com
不锈钢可划分为五种类型:铁素体、马氏体、奥氏体、双相(铁素体+奥氏体)和沉淀硬化型。铁素体不锈钢由于具有良好的加工性而被广泛应用于厨房、家用电器、装饰、汽车领域;在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。
  
  应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
  
  点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
  
  晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
  
  中华不锈钢网陆续报道:缝隙腐蚀:是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。
  
  全面腐蚀:是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。
  
  2.各种不锈钢的耐腐蚀性能
  
  304:是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。
  
  301:不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象,被用于要求较高强度的各种场合。
  
  302:不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种,通过冷轧可使其获得较高的强度。
  
  302B:是一种含硅量较高的不锈钢,它具有较高的抗高温氧化性能。
  
  303和303Se:是分别含有硫和硒的易切削不锈钢,用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件,因为在这类条件下,这种不锈钢具有良好的可热加工性。
  
  304L:是碳含量较低的304不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少,而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀(焊接侵蚀)。
  
  04N:是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。
  
  305和384:不锈钢含有较高的镍,其加工硬化率低,适用于对冷成型性要求高的各种场合。
  
  308:不锈钢用于制作焊条。
  
  309、310、314及330:不锈钢的镍、铬含量都比较高,为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种,所不同者只是碳含量较低,为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性.
  
  316和317:型不锈钢含有铝,因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中,316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。
  
  321、347及348是分别以钛,铌加钽、铌稳定化的不锈钢,适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢,对钽和钻的合量有着一定的限制。马氏体不锈钢通过热处理硬化主要应用于工具钢以及手术器械、刀片和餐具等领域;这两类不锈钢要求〔N〕含量控制得越低越好。目前,高纯度钢ω〔N〕已小于100×10-6。低控氮技术是铁素体和马氏体制造的关键技术。
  
  奥氏体牌号很高,因含有镍会使不锈钢组织和性能产生显着变化,耐腐蚀性能提高,且加入钼元素后具有耐点蚀性,是目前不锈钢家族中用量最大的部分,可用于许多不同用途,从洗涤到化工领域的腐蚀环境、人体植入物等。双相不锈钢由于具有双相组织(铁素体+奥氏体),钢的强度大约是奥氏体不锈钢的两倍,因此双相钢表现出良好的综合耐蚀性能,应力腐蚀断裂倾向非常低,被广泛应用于海上领域,如海水淡化、工业化储存等行业设备。这两类不锈钢要求控制氮合金化。
  
  当今,世界不锈钢产量中铁素体不锈钢消费量为30~40%,奥氏体不锈钢消费量为49~59%;要求铁素体不锈钢中〔N〕含量越来越低,奥氏体不锈钢中〔N〕含量越来越高,因此,〔N〕的控制技术是不锈钢制造业所面临的难题。
  
  铁素体不锈钢〔N〕的控制技术:铁素体不锈钢价格低且具有广泛的市场需求,因此如何降低〔N〕含量成为不锈钢制造工厂的专业核心技术。目前,采用非真空冶炼技术的工厂,核心技术是减少N2→2〔N〕反应,即减少增〔N〕的核心技术;而采用真空冶炼技术是促使钢水2〔N〕→N2反应进行,即促进脱〔N〕的核心技术。
  
  奥氏体不锈钢〔N〕的控制技术:奥氏体不锈钢〔N〕的控制首先要选择最佳的工艺制造流程。在常压条件下,非控氮型、控氮型、中氮型不锈钢已实现工业化生产,高氮型控制技术在国内只有一家掌握应用。其次,要把握各个环节〔N〕的控制技术或工艺参数,因为〔N〕的固溶速度、固溶量与钢水的温度、时间、钢水搅拌强度、钢水搅拌介质等相关。
  
  通过对不锈钢各种控氮工艺特点及控制过程的分析可以得出如下结论:
  
  (1)非真空条件生产制造超低〔N〕铁素体不锈钢的主要技术是减弱电弧熔炼时对N2的离解,减轻精炼的剧烈搅拌,减少钢水与空气中的N2接触时间。
  
  (2)真空条件下生产制造超低〔N〕铁素体不锈钢的主要技术是控制合金加入过程中〔N〕增加,真空
  
  下脱〔C〕时再降低部分〔N〕含量。
  
  (3)控氮型、中氮型奥氏体不锈钢在常压条件下的增〔N〕技术是主要控制精炼时N2的流量及吹入时间。高氮型不锈钢不仅用N2进行合金化,还应增加另一种精炼手段即LF炉部分氮合金化进行增〔N〕。
  
  (4)高氮型奥氏体不锈钢控〔N〕技术的开发填补了国内空白。高氮型奥氏体不锈钢是节约资源可持续发展的典型钢材代表。中华不锈钢网陆续报道
此文关键字:铁素体、马氏体、奥氏体、双相(铁素体+奥氏体)

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