第六章材料耐腐蝕性

1、 第六章第六章 材料的耐蝕性材料的耐蝕性第一節(jié)第一節(jié) 純金屬的耐蝕性純金屬的耐蝕性1.1 熱力學(xué)穩(wěn)定性熱力學(xué)穩(wěn)定性 一般情況下，各種純金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性可根據(jù)其一般情況下，各種純金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性可根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)電標(biāo)準(zhǔn)電極電位值極電位值作出近似的判斷。標(biāo)準(zhǔn)電極電位較正的金屬，其熱力作出近似的判斷。標(biāo)準(zhǔn)電極電位較正的金屬，其熱力學(xué)穩(wěn)定性也較高；較負的則穩(wěn)定性較低。學(xué)穩(wěn)定性也較高；較負的則穩(wěn)定性較低。 根據(jù)ph7(中性溶液)和ph0(酸性溶液)，氧和氫的平衡電極電位分別為+0.815v，+1.23v及-0.414v，0.000v，可粗略地把金屬分為四類，見下表： 1.21.2自鈍性自鈍性在熱力學(xué)不穩(wěn)定

2、的金屬中，很多金屬在適宜的條件下，由活化態(tài)轉(zhuǎn)為鈍化態(tài)而耐蝕。最容易鈍化的金屬有zr、ti、ta、nb、a1、cr、be、mo、mg、ni、co等。多數(shù)可鈍化的金屬都是在氧化性介質(zhì)中易鈍化，如在hno3中及強烈通空氣的溶液中；而當(dāng)介質(zhì)中含有活性離子(c1-、br-、f-)時以及在還原性介質(zhì)中大部分金屬的鈍態(tài)會受到破壞。1.31.3生成保護性腐蝕產(chǎn)物膜生成保護性腐蝕產(chǎn)物膜 在腐蝕過程中由于生成較致密的保護性能良好的腐蝕產(chǎn)物膜而耐蝕。第二節(jié)第二節(jié) 合金的耐蝕性合金的耐蝕性 2.1 2.1 提高合金熱力學(xué)穩(wěn)定性提高合金熱力學(xué)穩(wěn)定性用熱力學(xué)穩(wěn)定性高的元素進行合金化。 即，是向本來不耐蝕的純金屬或合金個加

3、入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素(貴金屬)使之成為固溶體，提高合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性。 2.2 2.2 阻滯陰極過程阻滯陰極過程適用于不產(chǎn)生鈍化的活化體系.其主要由陰極控制的腐蝕過程，具體途徑有以下兩種： （1）減少合金的陰極活性面積 減少這些陰極相或夾雜物，就是減少了活性陰極的面積從而增加陰極極化程度，阻滯陰極過程，提高合金的耐蝕性。 可采用熱處理方法(固溶處理)使合金成為單相固溶體，消除活性陰極第二相，提高合金的耐蝕性。相反，退火或時效處理將降低其耐蝕性。 （2）加入析氫過電位高的合金元素 適用于由析氫過電位控制的析氫腐蝕過程。合金中加入析氫過電位高的合金元素，來提高合金的陰極析氫過電位，降低合金在

4、非氧化性或氧化性不強的酸中的活性溶解速度。 2.32.3降低合金的陽極活性降低合金的陽極活性 減少陽極面積 合金的第二相相對基體是陽極相，在腐蝕過程中減少這些微陽極相的數(shù)量可加大陽極極化電流密度，增加陽極極化程度，阻滯陽極過程的進行，提高合金耐蝕性。 晶界細化或鈍化來減少合金表面的陽極面積也是可行的。 加入易鈍化的合金元素 加入陰極性合金元素促進陽極鈍化 適用于可能鈍化的金屬體系(合金與腐蝕環(huán)境)。 金屬或合金中加入陰極性合金元素，可促使合金進 入鈍化狀態(tài)，從而形成耐燭臺金。 2.42.4使合金表面生成高耐蝕的腐蝕產(chǎn)物膜使合金表面生成高耐蝕的腐蝕產(chǎn)物膜 加入一些合金元素促使在合金表面生成致密、

5、高耐蝕的保護膜，從而提高合金的耐蝕性。如在鋼中加入cu、p等合金元素，能使低合金鋼在一定條件下表面生成一種耐大氣腐蝕的非晶態(tài)的保護膜。上述幾種途徑是提高合金耐蝕性的總原則。由于腐蝕過程十分復(fù)雜，研制耐蝕合上述幾種途徑是提高合金耐蝕性的總原則。由于腐蝕過程十分復(fù)雜，研制耐蝕合金時應(yīng)根據(jù)合金使用的環(huán)境選擇員適宜的途徑，才能提高合金的耐蝕性。金時應(yīng)根據(jù)合金使用的環(huán)境選擇員適宜的途徑，才能提高合金的耐蝕性。第三節(jié)第三節(jié) 鐵的耐蝕性鐵的耐蝕性3.13.1鐵的電化學(xué)性質(zhì)及其耐蝕性鐵的電化學(xué)性質(zhì)及其耐蝕性 鐵形成鐵離子的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位。 從熱力學(xué)上看，鐵是不穩(wěn)定的，與鐵的平衡電位相近、甚至電位很負的金屬相比鐵

6、在自然環(huán)境(大氣、天然水、土壤等)中的耐蝕性能較差。如fe與a1、ti、zn、ni等金屬相比，在自然條件下，鐵是不耐蝕的。鐵在鹽酸中的腐蝕速度是隨著酸的濃度增加，腐蝕速度按指數(shù)關(guān)系上升。鐵在硫酸中，如前圖所示：鐵在堿中的腐蝕，在常溫下，鐵和鋼在堿中是十分穩(wěn)定的，但當(dāng)naoh質(zhì)量分數(shù)高于30時，膜的保護作用下降，膜以鐵酸鹽形式溶解，隨著溫度升高，溶解加劇。當(dāng)質(zhì)量分數(shù)達到50時，鐵強烈地被腐蝕。鐵在氨溶液中是穩(wěn)定的，但在熱而濃的氨溶液中鐵的溶解速度緩慢增加。3.23.2合金元素對鐵的耐蝕性的影響合金元素對鐵的耐蝕性的影響1）合金元素對鐵的陽極極化曲線特性點的影響 總體說，cr、ni、mo、si等合

7、金元素對fe的耐蝕性是有利的。 2 2） 陰極性合全元素對陰極性合全元素對fefe的耐蝕性影響的耐蝕性影響 pd、pt、cu等陰極性元素對fe的鈍化行為的影響如圖前圖所示。3）合金元素對）合金元素對fefe基合全耐蝕性的影響基合全耐蝕性的影響* *鉻鉻是很容易鈍化的金屬，也是不銹鋼的基本合金元素。不同含cr量對fecr合金的腐蝕電位er及臨界鈍化電位eb的影響如圖所示。隨著含cr量增加，合金的er和eb均逐漸向負方向移，臨界鈍態(tài)電流密度ib和鈍態(tài)電流ip逐漸降低，這說明fecr合金中cr量愈高合金愈易鈍化，合金愈耐腐蝕。 * *鎳鎳也是屬易鈍化的金屬，其鈍化傾向比fe大，但不如cr。ni的熱力

8、學(xué)穩(wěn)定性比fe高。 見下圖為fe-ni合金的電化學(xué)行為同ni含量的關(guān)系。ni在fe-ni合金中的作用，不是鈍化作用，而是提高合金熱力學(xué)穩(wěn)定性的作用。因此，利用鎳在還原介質(zhì)中的耐蝕性，與鉛的優(yōu)良鈍化性能相配合，使不銹鋼既耐氧化性介質(zhì)腐蝕，也對不太強的還原性介質(zhì)具有一定的耐蝕性。 * *鉬鉬的加入能夠促進fe-cr合金鈍化，合金元素mo使合金耐還原性介質(zhì)腐蝕，尤其耐氯離子腐蝕(耐點蝕)。不同含mo量的fe18cr合金在2mo1l的h2so4中的陽極極化曲線如圖所示?？梢钥闯觯弘Smo含量增加er向正移，臨界鈍化電流密度jb顯著降低；陽極極化曲線上活性溶解區(qū)相應(yīng)縮短，合金的鈍化區(qū)范圍擴大，提高了合金穩(wěn)

9、定性。合金元意mo改善了耐點蝕性能。隨著mo量增加，點蝕電位ebr向正方向移動，合金耐點蝕性能顯著提高。 第四節(jié)第四節(jié) 耐蝕鑄鐵及其應(yīng)用耐蝕鑄鐵及其應(yīng)用普通鑄鐵是不耐腐蝕的。為提高鑄鐵的耐蝕性，在鑄鐵中加入各種合金元素，如si、ni、cr、mo、a1、cu等，形成各類耐蝕鑄鐵。如高硅鑄鐵，鎳鑄鐵，鉻鑄鐵鋁鑄鐵等。4.14.1高硅鑄鐵高硅鑄鐵 在c質(zhì)量分數(shù)為o5一11的鑄鐵中加入質(zhì)量分數(shù)為14一18的si可使其具有優(yōu)良的耐酸性能。高硅鑄鐵的含硅量與耐蝕性的關(guān)系示于圖。當(dāng)m(si)145時，腐蝕速度有明顯的降低，但si質(zhì)量分數(shù)一般不大于18，否則嚴重降低力學(xué)性能。m(si)14的合金鑄鐵稱為高si

10、鑄鐵：它對各種無機酸包括hcl均有良好的耐蝕性能。m(si)15時會形成價穩(wěn)定的相(fe5si2)，所以多數(shù)耐蝕鑄鐵si質(zhì)量分數(shù)不大于15。高si鑄鐵在hcl中耐蝕性不如在h2s04和hn03中好，為此通常把si質(zhì)量分數(shù)提高到18，并加入質(zhì)量分數(shù)為3的mo。 高si鑄鐵在h3p04中耐蝕性良好，在98以下，各種濃度的h3p04中的腐蝕速度一般不超過01mma最高不超過02mma。但高si鑄鐵不耐堿腐蝕。4.24.2鎳鑄鐵鎳鑄鐵 鎳與硅一樣，是促進鑄鐵石墨化的元素，但其作用僅為硅的13。ni在鑄鐵中既不形成碳化物，也不固溶于滲碳體中，而是全部溶于基體中。依據(jù)ni含量不同，可把鎳鑄鐵分為低鎳鑄鐵，

11、中鎳鑄鐵及高鎳鑄鐵。高鎳鑄鐵對各種無機和有機還原性稀酸，以及各類堿性溶液都有很高的耐蝕性。在高溫高濃度的堿性溶液中，甚至在熔融的堿中都耐蝕，如下圖所示。但在氧化性酸(如hno3)中，耐蝕性較差。高鎳鑄鐵對海洋大氣、海水和中性鹽類水溶液具有非常好的耐蝕性，所以，它是海水談化裝置中(海水泵等)的理想材料。低鎳鑄鐵(m(ni)2一3)可提高鑄鐵的耐堿腐蝕性能，如低鎳鑄鐵用作濃縮燒堿的蒸煮鍋等。 4.34.3鉻鑄鐵鉻鑄鐵鉻鑄鐵有低cr(m(cr)1)和高cr(w(cr)12-35)兩類。前者主要適用于600以下的耐熱鑄件，并能改善鑄鐵對海水和低濃度酸中耐蝕能力，常用于地下管線。高鉻鑄鐵且適合用在氧化性

12、腐蝕介質(zhì)中受磨損或沖擊的部件如輸送腐蝕性漿液的泵管道、攪拌器等。高鉻鑄鐵在中性或弱酸性鹽水镕液中是耐腐蝕的(ph5時，腐蝕速度01mma)。 第五節(jié)第五節(jié) 耐蝕低合金鋼耐蝕低合金鋼 耐蝕低合金鋼是低合金鋼的一個重要分支。合金元素的添加主要是為了改善鋼在不同腐蝕環(huán)境中的耐蝕性，一般合金元素總質(zhì)量不超過5。耐蝕低合金鋼尚屬發(fā)展中的鋼種，較成熟的耐蝕低合金鋼主要有； (1)耐大氣腐蝕低合金鋼； (2)耐硫酸露點腐蝕低合金鋼； (3)耐海水腐蝕低合金鋼； (4)耐硫化物腐蝕低合金鋼； (5)其他耐蝕低合金鋼，如耐高溫、高壓、耐氫鋼及耐鹽鹵腐蝕的低合金鋼等。5.15.1耐大氣腐蝕低合金鋼耐大氣腐蝕低合金

13、鋼合金元素對鋼的耐大氣腐蝕作用主要是改變銹層的晶體結(jié)構(gòu)及降低缺陷，提高銹層的致密程度和對鋼的附著力。較有效的合金元素主要有cu、p、cr、ni等，這些元素在鋼表面富集并形成非晶態(tài)層，提高鋼在大氣環(huán)境中的耐蝕能力。如下圖示出了兩種鋼的銹層結(jié)構(gòu)： 銅銅是耐大氣腐蝕低合金鋼中最有效元素，鋼中的m(cu)一般在o2-o5范圍內(nèi)。含銅鋼在海洋大氣和工業(yè)大氣中比在鄉(xiāng)村大氣環(huán)境中耐蝕效果更好。磷磷在鋼中通常被視為有害元素之一，但它在提高鋼抗大氣腐蝕方面具有特殊的效果。這可能是由于p在促使銹層非晶態(tài)轉(zhuǎn)變具有獨特的作用。一般認為cu、p復(fù)合效果更好。 一般p的質(zhì)量分數(shù)為o06-o10，過商會導(dǎo)致低溫脆性。為了改

14、善鋼的焊接性，近年來國內(nèi)外已趨向于降低p含量，并用其他元素代替高p。鉻鉻是提高低合金鋼耐大氣腐蝕性能的合金元素之一。一般cr與cu配合效果尤為明顯。鉬鉬能有效提高鋼抗大氣腐蝕能力。當(dāng)鋼中加入質(zhì)量分數(shù)為o4-o5的mo時，在大氣環(huán)境下(尤其工業(yè)大氣)可使鋼腐蝕速度降低1/2以上。日本研究者的實驗表明，在cup鋼中加人mo表現(xiàn)出比加cr或ni更為有益的效果。鎳鎳：一般認為，在m(ni)35左右時效果顯著。當(dāng)m(ni)低于1時，尤其當(dāng)鈉中含合cu時，改善耐蝕的效果并不明顯。 我國發(fā)展了銅系、磷釩系、磷稀土系與磷鈮稀土等耐大氣腐蝕鋼，可以查看有關(guān)材料手冊。 我國磷釩系耐大氣腐蝕鋼在海洋大氣中的耐蝕性比

15、q235鋼提高9，磷鈮稀土系在工業(yè)大氣中相對q235鋼的耐蝕性為138。5.25.2耐海水腐蝕低合金鋼耐海水腐蝕低合金鋼 5.35.3耐硫酸露點腐蝕低合金鋼耐硫酸露點腐蝕低合金鋼 硫酸露點腐蝕-在采用高硫重油或煤作燃料的鍋爐燃氣中，常含有so2及so3。在鍋爐的低溫部位(如省煤器、空氣預(yù)熱器、煙道等)由于so3與水氣作用而凝結(jié)成h2s04，引起這些部件腐蝕。硫酸露點腐蝕的影響因素硫酸露點腐蝕的影響因素：燃氣個s03含量、露點及金屬表面溫度等。 硫酸露點腐蝕的機理： 有學(xué)者研究認為：隨著鍋爐運行可分三個階段:第一階段即低溫(80)、低濃度(m(h2s04)60)的硫酸活化腐蝕階段，指鍋爐開始運行

16、或剛剛停止運行時所遭受的腐蝕條件及腐蝕狀態(tài)，由于這一階段時間短，對整個腐蝕過程影響不大；第二階段即高溫(約160)、高濃度(m(h2s04)60)腐蝕環(huán)境，此時金屬部件處于電化學(xué)腐蝕的活化態(tài)，這一階段一般指鍋爐正常運行階段，金屬表面己達到設(shè)計的溫度，遭受的腐蝕比第一階段嚴重得多；第三階段的溫度、h2s04濃度與第二階段相同，區(qū)別是環(huán)境中含有大量未燃燒的碳微粒，它是促使大量fe3+(氧化劑)產(chǎn)生，由于fe3+參與陰極反應(yīng)，促使含有cr或b的銅鋼鈍化，腐蝕速度明顯降低，但對非鈍化鋼由于fe3+參與陰極反應(yīng)使腐蝕速度顯著增加。 鋼的硫酸露點腐蝕速度主要取決于第二和第三階段可鈍化鋼與非鈍化鋼主要區(qū)別是

17、在腐蝕的第三階段。3) 3) 耐硫酸露點腐蝕鋼耐硫酸露點腐蝕鋼硫酸露點腐蝕是在高溫、高h2s04濃度下發(fā)生的，因此根據(jù)硫酸露點腐蝕特點對鋼的化學(xué)成分要進行適當(dāng)調(diào)整。 研究表明，降低硫酸露點腐蝕的最重要的合金元素仍然是銅、鉻及硼。cr質(zhì)量分數(shù)在1一15為宜。有研究指出，含銅鋼中加入sb、se、as等元素能提高鋼的耐h2s04腐蝕性能，其中as的效果顯著。 第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼不銹鋼6.16.1不銹鋼及合金化不銹鋼及合金化 cr質(zhì)量分數(shù)大于13的fe-cr合金，在大氣條件下“不生銹”，稱作“不銹鋼”；在各種侵蝕性較強的介質(zhì)中，耐腐蝕的fe-cr合金稱為“耐酸鋼”，通常把不銹鋼和耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹耐酸

18、鋼簡稱不銹鋼。對用于大氣中的不銹鋼，cr的質(zhì)量分數(shù)大于125的fc-cr合金一般可自發(fā)鈍化。而用于化學(xué)介質(zhì)中的耐酸鋼cr的質(zhì)量分數(shù)需17以上才可鈍化；在某些侵蝕性較強的介質(zhì)中，為使鋼實現(xiàn)鈍化或穩(wěn)定鈍化需在m(cr)18的fecr合金中加入提高合金熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素(如ni、mo、cu、si、n等)或提高cr含量。 6.26.2奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼1 1）奧氏體不銹鋼的耐）奧氏體不銹鋼的耐蝕性蝕性奧氏體不銹鋼的耐蝕性主要取決于cr、ni、mo、pd、ti、c等合金元素的含量。一般耐大氣腐蝕(工業(yè)大氣，海洋大氣腐蝕)，也耐土壤腐蝕，在水介質(zhì)中，其耐蝕性與水中氯化物含量有關(guān)。耐氧化性酸腐蝕

19、，如中等濃度的稀硝酸腐蝕。但不耐濃hno3腐蝕，原因是在濃hno3中發(fā)生過鈍化溶解，鋼中cr以cr6+離子形式溶解。一般不銹鋼只耐稀h2s04腐蝕，鋼中加入mo、cu、si可降低其腐蝕速度。cr-ni奧氏體不銹鋼耐堿蝕性能非常好，其耐堿蝕性能隨綱中鎳含量升高而增加。鉻鎳奧氏體鋼最大缺點是在含氯化物溶液中不耐應(yīng)力腐蝕，易發(fā)生點蝕及縫隙腐蝕。奧氏體不銹鋼的嚴重缺點之一就是具有應(yīng)力腐蝕斷裂敏感性。2）奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕）奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕 具有工業(yè)意義的主要有：(1)約80以上的高濃度氯化物水溶液；(2)硫化物溶液(連多硫酸及含h2s水溶液)；(3)濃熱堿溶液；(4)高溫高壓水(150一35

20、0)。*影響因素： （1）環(huán)境因素a. 氯化物：認為酸性氯化物水溶液均能引起奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕斷裂，其影響程度排序為：mg2+fe2+ca2+li+na+。其中，mgcl2溶液最嚴重(通常采用飽和的mgcl2沸騰水溶液來檢驗奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕破裂敏感性).b. 氯化物濃度和溫度:氯脆多發(fā)生在50-300溫度范圍內(nèi)。在同一溫度下隨氯化物濃度增加，氯脆敏感性增大。c. ph值：一般說ph值越低，斷裂時間越短。 d. 電位：奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕通常發(fā)生在三個過渡電位區(qū)。因此，采用外加電流方式可抑制應(yīng)力腐蝕敏感性，陽極極化加速應(yīng)力腐蝕斷裂，陰極極化抑制了應(yīng)力腐蝕斷裂。存在一個臨界應(yīng)力腐蝕斷裂電位

21、值：當(dāng)電位低于臨界值時，不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂。（應(yīng)當(dāng)指出，應(yīng)力腐蝕斷裂臨界電位值不是一個定值，它與成分、介質(zhì)濃度、溫度等因素有關(guān)）。e. 力學(xué)因素。一般規(guī)律是應(yīng)力愈大，斷裂時間愈短。冷加工變形量增加，應(yīng)力敏感性增加。 （2）合金成分：鎳。在fe-cr合金中加入少量ni，增加應(yīng)力腐蝕敏感性，ni質(zhì)量分數(shù)在5-10時scc敏感性最大當(dāng)ni質(zhì)量分數(shù)在10-12時，敏感性降低，ni質(zhì)量分數(shù)超過40時，基本上不發(fā)生應(yīng)力腐蝕。研究認為，ni含量增加，提高了合金的層錯能，易形成網(wǎng)狀位錯，因而降低了穿晶斷裂的敏感性。 硅。大量研究證明，加入質(zhì)量分數(shù)為2-4的si能顯著降低奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕敏感性。認為與鋼中

22、析出8鐵素體有關(guān)。但高硅使c在奧氏體中的溶解度降低，從而造成晶界上析出的碳化物增多，易產(chǎn)生由晶間腐蝕引起的應(yīng)力腐蝕斷裂。 碳。在高濃度mgcl2溶液中，w(c)0.08時，對奧氏體不誘鋼耐應(yīng)力腐蝕斷裂是有利的。認為碳會增加堆垛層錯能，使奧氏體不銹鋼易形成網(wǎng)狀位錯結(jié)構(gòu)，降低穿晶斷裂的敏感性。碳質(zhì)量分數(shù)超過0.08，在敏化溫度受熱時，晶界析出的碳化物增加晶間斷裂的敏感性。 氮、磷。研究表明，氮、磷對奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕都是有害的。有人認為，其有害作用是使鋼易形成層狀位錯結(jié)構(gòu)，增加了scc敏感性。 *奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕機理 奧氏體不銹鋼在熱氯化物水溶液中的應(yīng)力腐蝕一般都是穿晶型斷裂。多數(shù)研究認為

23、，其斷裂機制為膜破裂機制，又稱滑移溶解斷裂機制。6.36.3鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 高鉻鐵素素體不銹鋼，屈服強度比奧氏體不銹鋼高，成本較低；但由于脆性較大，特別是焊后脆性，以及加工性等缺點，它的應(yīng)用受到很大限制。按含鉻不同，鐵索體鋼可分crl3型、crl619型和cr2528型及超純高鉻型。鐵索體不銹鋼隨cr含量增加，耐蝕性顯著地增加。（1)crl3型鐵索體不銹鋼。一般在大氣、蒸餾水、天然淡水中是穩(wěn)定的，但在含有cl-離子的水中易產(chǎn)生局部腐蝕，在過熱蒸汽介質(zhì)中具有非常高的穩(wěn)定性，在稀硝酸中是穩(wěn)定的，在還原性酸中耐蝕性差。常作為耐熱鋼，用于汽車排氣閥等。 (2)crl619型鐵索體不銹鋼。這類

24、鋼焊接性比crl3鋼差，但在氧化性環(huán)境中，耐蝕性尚好。在非氧化性酸中耐蝕性很差。crl7在高溫質(zhì)量分數(shù)不超過60的hno3中穩(wěn)定因此，廣泛用于生產(chǎn)硝酸工業(yè)中，如制造吸收塔、熱交換器等。 (3)cr2528型鐵索體不銹鋼。它是鐵素體不銹鋼中耐酸腐蝕和耐熱性最好的鋼。耐hno3腐蝕，甚至在h2so4中含有fe3+、cu2+等離于時，也具有較高的穩(wěn)定性。但在含有cl-的介質(zhì)中耐蝕性明顯下降，不耐燒堿溶液腐蝕。 應(yīng)力腐蝕機理：鐵索體不銹鋼比奧氏體不銹鋼耐氯化物應(yīng)力腐蝕。這是由于鐵索體不銹鋼是體心立方結(jié)構(gòu)，(112)、(110)、(123)晶面都容易產(chǎn)生滑移，形成網(wǎng)狀位錯結(jié)構(gòu)。由于產(chǎn)生交叉滑移，沒有粗大

25、的滑移臺階，因而降低了scc敏感性。鐵素體不銹鋼也能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。其scc一般起源于晶間腐蝕、點蝕或雜質(zhì)。如crl7鐵索體不銹鋼中的雜質(zhì)c、n，就能使其在敏化溫度，在高溫水中，產(chǎn)生晶間型的應(yīng)力腐蝕斷裂。這是由于在晶界上析出cr的c、n化物引起的?？赏ㄟ^加入ti、nb提高耐應(yīng)力腐蝕能力。另外，冷變形可使鐵素體不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性增加。 6.46.4奧氏體奧氏體- -鐵索體雙相不銹鋼鐵索體雙相不銹鋼特點：兼有鐵素體和奧氏體鋼的性能；具有良好的耐蝕性，如對晶間腐蝕不敏感耐點蝕、縫隙腐蝕反優(yōu)良的耐應(yīng)力腐蝕性能；良好的焊接性、韌性等。缺點：冷熱加工性較差，不能在脆性敏感區(qū)(350- 850)長期使用，因

26、為將產(chǎn)生475脆性?，F(xiàn)有的cr-ni雙相不銹鋼的成分范圍一般為crl8-28、ni2-10，同時加入mn、si等元素。此外，還有cr-mn-ni-n等系雙相不銹鋼。大致可分三類：crl8型、cr21型和cr25型。雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕的機理： (1)裂紋起源于奧氏體裂紋，一旦擴展到鐵素體相時，在低應(yīng)力下鐵素體相內(nèi)難以產(chǎn)生滑移，裂紋中止，只有在高應(yīng)力下，裂紋才能擴展； (2)鐵素體電極電位比奧氏體電位負，對奧氏體起到陰極保護作用； （3)雙相不銹鋼一般屈服強度較高，顯然使其在腐蝕介質(zhì)中的許用應(yīng)力相應(yīng)提高。 第七節(jié)第七節(jié) 鎳及鎳基耐蝕合金鎳及鎳基耐蝕合金7.1 7.1 鎳的耐蝕性鎳的耐蝕性 鎳的標(biāo)

27、準(zhǔn)電極電位為-0.25v從熱力學(xué)上看，它在稀的非氧化性酸中，可發(fā)生析氫反應(yīng)，但實際上其析氫速度極其緩慢。因此，鎳耐還原性介質(zhì)腐蝕。不耐hn03腐蝕。鎳最主要的特點是耐堿腐蝕鎳對naoh和koh在幾乎所有的濃度和溫度下都耐腐蝕。鎳在熔融的堿中也耐蝕，故鎳多用在制堿業(yè)上。鎳在干燥和潮濕的大氣中部非常耐蝕。但鎳對硫化物不耐蝕，如堿中含有硫化物尤其含有h2s、na2s時，在高溫會加速鎳腐蝕也會發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。7.27.2鎳基耐蝕臺金鎳基耐蝕臺金 工業(yè)上常用的鎳基合金主要有：工業(yè)上常用的鎳基合金主要有：nicunicu、nicrnicr、nicrnicrmo(w)mo(w)及及nicrmocunicrmocu型鎳基耐蝕合金。型鎳基耐蝕合金。nicu型耐蝕合金。典型牌號有ni70cu28(monel)合金，它兼有鎳的鈍化性和銅的貴金屬性。鎳、銅合金對鹵素元素、中