第三部分不锈钢的腐蚀一、概述、不锈钢的定义不锈钢是一系列在空气，水，盐的水溶液，酸以及其它腐蚀介质中具有高度化学稳定性的钢种。在空气中耐腐蚀的钢称为“不锈钢”，在各种腐蚀性较强的介质中耐腐蚀的钢种称为“耐酸钢”。通常，我们把不锈钢与耐酸钢统称为不锈耐酸钢，或简称为不锈钢。根据习惯用法，不锈钢一词常包括耐酸钢在内。现有的不锈钢从化学成分来看，都是高铬钢。由于在大气中，当钢中的铬含量超过大约时，就基本上不会生锈。钢的这种不锈性一般认为与钢在氧化性介质中的钝化现象有关。、不锈钢的分类不锈钢分类主要有以下几种方式：）按化学成分分有铬钢（及铬钼钢），铬镍钢，铬锰钢（或铬锰氮钢），铬锰镍钢等。）按显微组织分有奥氏体钢，铁素体钢，马氏体钢，奥氏体铁素体双相钢，铁素体马氏体双相钢奥氏体钢等）按用途分有耐海水不锈钢，耐点蚀不锈钢（统一在某一钢种上），耐应力腐蚀破裂不锈钢，耐浓硝酸腐蚀不锈钢，耐硫酸腐蚀不锈钢，深冲用不锈钢，高强度不锈钢，易切削不锈钢，耐热不锈钢等。二、不锈钢的点蚀1、点蚀现象和识别点蚀是在不锈钢表面上局部形成的具有一定深度的小孔或锈斑。由于点蚀常常被锈层，腐蚀产物等覆盖，因而难以发现。在金相显微镜下观察点蚀，其断面有多种形貌。点蚀一般系在特定腐蚀介质中，特别是在含有C1（包括Br,I）离子的介质中产生。使不锈钢产生点蚀的常见介质有：大气，水介质及水蒸气，海水，漂白液，各种有机和无机氯化物等。点蚀可在室温下出现并随腐蚀介质温度升高而更易产生并更趋严重。点蚀不仅可导致设备，管线等穿孔而破坏，而且常常诱发晶间腐蚀，应力腐蚀和疲劳腐蚀。虽然，不锈钢的点蚀事故仅占化工，石油等系统腐蚀破坏的~20%，但在大气中使用的不锈钢，却有近80%是由于点蚀和锈斑而损坏。见图1（a）、（b）。2、机理一般认为，不锈钢的点蚀是在金属表面非金属夹杂物，析出相，晶界，位错露头等缺陷处，由于钝化膜较脆弱，在特定腐蚀介质作用下，钝化膜修复能力差而造二氧化碳引起的点蚀Crl3不锈钢的局部腐蚀图1成的破坏。点蚀的出现包括成核和扩展二个阶段。现以钢的表面上存在硫化锰夹杂为例简述如下：点蚀的成核：在溶液中有Cl"存在时，金属表面有硫化锰夹杂的部位，由于难以钝化再钝化而产生优先溶解并形成小孔坑。硫化物溶解产生H+（或H2S），对不锈钢的新鲜表面产生活化作用，防止小孔坑的再钝化而形成孔蚀源。点蚀的扩展：孔蚀源形成后，溶解下来的金属离子会产生水解而生成H+并使局部溶液的pH值下降，进而又加速金属的溶解，使孔坑进一步扩大，加深。随着蚀孔加深并由于腐蚀产物覆盖了蚀坑口，从而使蚀孔内物质迁移困难，导致蚀孔内pH值的进一步降低。同时，C「在蚀孔内富集，使蚀孔进一步加速扩大并加深，最后形成点蚀。研究表明，在特定介质中，只要不锈钢的腐蚀电位超过点蚀电位，就能产生点蚀。3、材料选择提高不锈钢的纯度并降低不锈钢的不均匀性，选择钝化和再钝化能力强的材料是防止不锈钢点蚀的有力措施。提高不锈钢的纯度，可通过炉外精炼手段，降低钢中的气体和非金属夹杂物的含量。研究表明，钢中的氧化物，特别是A12O3；钢中的硫化物，特别是MnS；钢中氮化物，特别是TiN,由于它们本身的物理，化学性质，在介质作用下，常常作为敏感位置而诱发点蚀。研究还表明，对于常用的18-8型Cr-Ni钢和18-12-2型Cr-Ni-Mo钢，在降低钢中S量的同时降低Mn量也有利于耐点蚀性能的提高。降低不锈钢的不均匀性，特别是要防止等碳化物和金属间相的析出。因为它们周围等耐点蚀元素的贫化，使它们极易成为点蚀的敏感位置。由于等元素对提高不锈钢的耐点蚀性非常有效，为了提高不锈钢的钝化和再钝化能力，就要选用高含量的奥氏体，奥氏体铁素体双相钢和铁素体不锈钢；选用高且含的奥氏体和奥氏体铁素体双相不锈钢。如果把常用的不锈钢按其耐点蚀能力由小到大排列起来，大致可以得到下列顺序：奥氏体不锈钢:0Cr18Ni9Ti0Cr18Ni12Mo2TiOCr18Ni12Mo3Ti00Cr25Ni22Mo2N00Cr27Ni31Mo4Cu00Cr18Ni11Ti0Cr17Ni12Mo2OCr19Ni13Mo300Cr18Ni16Mo5(N)00Cr20Ni18Mo6CuNOCr19Ni900Cr17Ni14Mo200Cr19Ni13Mo3N00Cr20Ni25Mo4.5Cu...
