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201不鏽鋼管的耐腐蝕性能

來源:至德鋼業 日期:2021-09-23 00:44:53 人气:201

金屬的腐蝕,按機理可分爲物理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕,絕大多數都屬于電化學腐蝕。

一種201不鏽鋼管可在许多介质中具有良好的耐蚀性,但在另外某种介质中,却可能因化学稳定性低而发生腐蚀。所以说,一種201不鏽鋼管不可能對所有介質都耐蝕。在衆多的工業用途中,201不鏽鋼管都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看,除機械失效外,201不鏽鋼管的腐蝕主要表現在:201不鏽鋼管的一種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)[4]。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。下面具體介紹201不鏽鋼管最嚴重的腐蝕形式:局部腐蝕,包括應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕以及全面腐蝕。

應力腐蝕開裂(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種通用术语。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。

點腐蝕:點腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散發生高度的局部腐蝕,常見蝕點的尺寸小于1.00mm,深度往往大于表面孔徑,輕者有較淺的蝕坑,嚴重的甚至形成穿孔。

晶間腐蝕:晶粒晶界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界面,因而,它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区域。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒晶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。晶间腐蚀是一種有选择性的腐蚀破坏,它与一般选择性腐蚀不同之处在于,腐蚀的局部性是显微尺度的,而宏观上不一定是局部的。

缝隙腐蚀:是指在金属构件缝隙处发生斑点状或溃疡形的宏观蚀坑,是局部腐蚀的一種形式,它可能发生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。

全面腐蝕:是用來描述在整個合金表面上以比較均勻的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時,材料由于腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。201不鏽鋼管在強酸和強堿中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題並不怎麽令人擔心,因爲,這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。

提高201不鏽鋼管耐蝕性的方法很多,如表面塗一層耐蝕金屬、塗敷非金屬層、電化學保護和改變腐蝕環境介質等。但是利用合金化方法,提高材料本身的耐蝕性是最有效的防止腐蝕破壞的措施之一,其方法如下:

(1)加入合金元素。提高鋼基體的電極電位,從而提高鋼的抗電化學腐蝕能力。一般鋼中加入CrNiSi等元素均能提高其電極電位。由于Ni較缺,Si的大量加入會使鋼變脆,因此,只有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。Cr能提高鋼的電極電位,但不是呈線性關系。實驗證明鋼的電極電位隨合金元素的增加,存在著一個量變到質變的關系,遵循1/8規律。當Cr含量達到一定值時即1/8原子(l/82/83/8……)時,電極電位將有一個突變。因此,幾乎所有的201不鏽鋼管中,Cr含量均在12%(原子)以上,即11.7%(質量)以上。

(2)加入合金元素使鋼的表面形成一層穩定的、完整的與鋼的基體結合牢固的鈍化膜,從而提高鋼的耐化學腐蝕能力。如在鋼中加入CrSiAl等合金元素,使鋼的表層形成致密的Cr 2 O 3SiO 2Al 2 O 3等氧化膜,就可提高鋼的耐蝕性。

(3)加入合金元素使鋼在常溫時能以單相狀態存在,減少微電池數目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數量的CrCrNi,使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。

(4)加入MoCu等元素,提高抗腐蝕的能力。


本文標簽:201不鏽鋼管 

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