第一章不锈钢基础知识不锈钢是建筑、家电、石油、化工、化肥、合成纤维和石油提炼等工业部门中广泛使用的金属材料。通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。不锈钢不一定耐酸，但耐酸钢同时又是不锈钢。当钢中铬含量在10.5%以上时，钢的表面在大气中会形成一层致密的氧化铬，使钢具有了防锈性，能防止钢的基体进一步氧化，起到了对钢基体的保护作用。铬含量大于10.5%以上的钢称为不锈钢。在同一介质中,不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同，而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。因此掌握各类不锈钢的特点，对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。不锈钢不仅要耐蚀，还要具有较好的力学性能、良好的切削加工性能和焊接性能。到目前为止，不锈钢已发展到了近200个钢种，性能不同，生产工艺各异。不锈钢良好的耐蚀性，较低的维护成本，优良的外观，使其在化工、食品、石油、建筑、电器工程、装饰、核工业等领域广泛得到应用。目前全世界年产不锈钢在2400万t左右。每年不锈钢的需求量还以6%的比率增长，而中国需求量在以每年8%以上的速度增长，高于世界平均增长率。1.1金属腐蚀机理1.1.1腐蚀过程在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀基本上有两种形式：化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀在腐蚀过程中形成某种腐蚀产物。这种腐蚀产物一般都覆盖在金属表面上形成一层膜，使金属与介质隔离开来。如果这层化学生成物是稳定、致密、完整并同金属表层牢固结合的，则将大大减轻甚至可以防止腐蚀的进一步发展，对金属起保护作用。形成保护膜的过程称为钝化。可见，氧化膜的产生及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。因此，提高金属耐化学腐蚀的能力，主要是通过合金化或其它方法，在金属表面形成一层稳定的、完整致密的并与基体结合牢固的氧化膜。1.1.2腐蚀类型金属材料在工业生产中的腐蚀失效形式是多种多样的。不同材料在不同负荷及不同介质环境的作用下，其腐蚀形式主要有以下几类：一般腐蚀：金属裸露表面发生大面积的较为均匀的腐蚀，虽降低构件受力有效面积及其使1用寿命，但比局部腐蚀的危害性小。晶间腐蚀：指沿晶界进行的腐蚀，使晶粒的连接遭到破坏。这种腐蚀的危害性最大，它可以使合金变脆或丧失强度，敲击时失去金属声响，易造成突然事故。晶间腐蚀为奥氏体不锈钢的主要腐蚀形式。应力腐蚀：金属在腐蚀介质及拉应力（外加应力或内应力）的共同作用下产生破裂现象。断裂方式主要是沿晶的、也有穿晶的，这是一种危险的低应力脆性断裂，在氯化和碱性氧化物或其它水溶性介质中常发生应力腐蚀，在许多设备的事故中占相当大的比例。点腐蚀：点腐蚀是发生在金属表面局部区域的一种腐蚀破坏形式，点腐蚀形成后能迅速地向深处发展，最后穿透金属。点腐蚀危害性很大，尤其是对各种容器是极为不利的。出现点腐蚀后应及时磨光或涂漆，以避免腐蚀加深。腐蚀疲劳：金属在腐蚀介质及交变应力作用下发生的破坏，其特点是产生腐蚀坑和大量裂纹。显著降低钢的疲劳强度，导致过早断裂。腐蚀疲劳不同于机械疲劳，它没有一定的疲劳极限，随着循环次数的增加，疲劳强度一直是下降的。除了上述各种腐蚀形式以外，还有由于宏观电池作用而产生的腐蚀。从上述腐蚀机理可见，防止腐蚀的着眼点应放在：尽可能减少原电池数量，使钢的表面形成一层稳定的、完整的、与钢的基体结合牢固的钝化膜；在形成原电池的情况下，尽可能减少两极间的电极电位差。1.1.3不锈钢的合金化原理提高钢耐蚀性的方法很多，如表面镀一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。但是利用合金化方法，提高材料本身的耐蚀性是最有效防止腐蚀破坏的措施之一，其方法如下；（1）加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。一般往钢中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高其电极电位。由于Ni资源较缺，Si的大量加入会使钢变脆，因此，只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。（2）加入合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的钝化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素，使钢的表层形成致密的Cr2O3、SiO...
