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不锈钢卓越耐腐蚀性能的介绍

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:大多数情况下选用不锈钢是因其有高的耐腐蚀性和耐热性。然而不锈钢可能遭受其他形式的腐蚀,因而必须从工作环境考虑对其精心选择和应用。在不锈钢中可能发生的两种局部性腐蚀是点蚀和缝隙腐蚀。缝隙腐蚀普遍在螺栓连接结构中发生,此时螺栓头和被连接的表面提供了这种缝隙。这是由于在晶界形成富铬的析出物,使其附近的区域贫铬,当其铬的质量分数下降到低于12%时就会使组织对腐蚀性侵蚀敏感而产生“敏化”。

不锈钢卓越耐腐蚀性能的介绍

大多数情况下选用不锈钢是因其有高的耐腐蚀性和耐热性。由于形成惰性的富铬氧化物层,不锈钢本身能够避免困扰碳—锰结构钢和低合金结构钢的一般性腐蚀问题。然而不锈钢可能遭受其他形式的腐蚀,因而必须从工作环境考虑对其精心选择和应用。各种不锈钢的腐蚀机理的讨论已越出本书的范围,读者可以参考其他教材来得到更详细的信息[8-11]。这里只对可用于不锈钢焊件的腐蚀机理作一简单的小结。在后面相应的章中将进行更为详尽的讨论。

在不锈钢中可能发生的两种局部性腐蚀是点蚀和缝隙腐蚀。从机理上看两种腐蚀是相似的,都引起严重的局部侵蚀。从点蚀的名词可以看出它是由于惰性膜局部破损而造成的,并且总和某些冶金上的特殊区域,如晶界、金属间化合物组分等有关。一旦惰性层破裂,层下面的金属受到腐蚀而在表面形成小点穴,随后点穴中溶液的化学成分发生变化使侵蚀性(即酸性)不断增强而导致很快的表面下侵蚀和相邻腐蚀穴的连接,最终导致构件的破坏。由于点蚀只有很小的针眼暴露在表面,因此可以很隐蔽。

缝隙腐蚀从机理上看很相似,但其产生不再需要存在某些冶金上特殊的区域,而从“缝隙”这个名词上可以看到本来就有一个四周围着的空间存在,在其中化学溶液成分发生和点蚀类似的变化。缝隙腐蚀普遍在螺栓连接结构中发生,此时螺栓头和被连接的表面提供了这种缝隙。点蚀和缝隙腐蚀都容易在含有氯化物离子的溶液(如海水)中发生。焊接可能产生某些能加速点蚀的微观组织或形成缝隙(未焊透,夹渣等)而加速局部的腐蚀。焊接中形成的氧化物如不能清除也会减弱在某些介质中的耐腐蚀能力。(www.xing528.com)

在所有不锈钢焊件腐蚀机制中最严重的,也是很多文章和综述[11,12]描述的主题就是晶间侵蚀(IGA)和与其相关的称为晶间应力腐蚀裂纹(IGSCC)的现象。这种形式的侵蚀在奥氏体钢焊接热影响区(HAZ)中最为普遍。它起源于称之为“敏化”的一种冶金状态。这是由于在晶界形成富铬的析出物,使其附近的区域贫铬,当其铬的质量分数下降到低于12%时就会使组织对腐蚀性侵蚀敏感而产生“敏化”。相似的现象也会在铁素体不锈钢的热影响区中发生。这个腐蚀机制将在阐述这些合金钢的章节中予以详细地描述。

穿晶应力腐蚀裂纹(TGSCC)也是一个严重的问题,特别是对于常用的奥氏体不锈钢如304L和316L。穿晶SCC这个名词意味着和晶界关系不大或者无关。这种裂纹在每个晶粒中沿一定的原子面扩展,从一个晶粒扩展到另一个晶粒时经常改变其方向而发生分叉。残余应力和外加应力,加上有氯离子存在会促进这种裂纹的产生。

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