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浅谈300系列不锈钢的抗腐蚀性

发布时间 : 2018-08-08 10:38:36 ???? 访问量 : 7415次

首先来谈一下金属腐蚀的方法。一般来说,分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀,金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程。例如,化学原料的氯离子与铁反应生成氯化亚铁:Cl2+FeFeCl2

电化学腐蚀,当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极)。腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,铁一直被牺牲。

其次来谈谈金属腐蚀破坏的方式。主要有以下五种:

表面腐蚀:金属表面的大部分或全部普遍发生的化学反应或电化学反应称为均匀腐蚀,亦称全面腐蚀

晶间腐蚀:沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。


点腐蚀简称点蚀通常指具有易钝化特性的金属或合金表面在含有Cl离子等有侵蚀性阴离子与氧化剂共存的溶液环境中发生的一类腐蚀。

应力腐蚀:是指在拉应力作用下,金属在腐蚀介质中引起的破坏。

腐蚀疲劳:交变载荷与侵蚀性环境的联合作用,显着降低构件疲劳性能。

300系列不锈钢成分对比

304,304L,316,316L这4个牌号,成分对比如下表,可以看出:不锈钢与碳钢的成分在微量元素方面差别很大,C,Cr,Ni是主要差别。316系列含Mo 及Ni多于304系列,低碳不锈钢含碳量只有0.03。

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不锈钢抗腐蚀的常用方法

表面钝化膜防腐

不锈钢内加入了如Cr, Mo,Ni等合金微量元素。数据表明,当Cr的含量大于12.5%, C对Fe进行合金化处理时,形成了类似于Fe-Cr表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护金属表面,防止进一步地氧化。而且,即使损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种氧化物"钝化膜",继续起保护作用。而316系列加入了Mo之后,Mo与Cr协同作用,Mo的氧化物与固溶体形式与Cr的氢氧化物共存于钝化膜中,进一步提高不锈钢的点蚀抗力。这也是316比304耐点蚀(含Cl离子)能力强的原因。

提高Fe电极电位

不锈钢加入合金Ni,Cr,Mo等元素,改变电极电位。还是说一下Cr离子,当钢中铬量原子数量大于12.5%时,可使Fe的电极电位发生突变,由负电位升到正的电极电位,使得金属晶体中的电子更加趋于不容易失去,从而有效阻止电化学腐蚀。 316不锈钢因比304不锈钢增加了Mo,更进一步拉高了电极电位,因此316系列比304系列更加耐腐蚀。

低含碳量

含碳量尽可能低。因为碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于Cr的扩散速度。在高温如焊接状态下,多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,与Cr在晶间形成碳化铬的化合物,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”,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀,一旦受到应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上。这也解释了很多不锈钢制品总是焊缝处开裂。

总的来说,
316(L)系列不锈钢因添加Mo,故其耐Cl离子腐蚀性、耐电化学腐蚀性都比304(L)优秀;

300L低碳的不锈钢通常只有在特殊情况下如高温或焊接后才能表现比300系列有明显的防腐蚀性能,但单纯的母材固溶态下防腐性能差别不大。?


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