金屬耐腐蝕合金化原理

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.第五章 耐腐蝕金屬材料5-1 金屬耐腐蝕合金化原理工業(yè)上所用的金屬材料中，純金屬并不多，應(yīng)用較多的則是鐵、銅、鎳、鈦、鋁、鎂等各種金屬的合金。本節(jié)討論如何通過合金化和熱處理等途徑，從成分和組織上使合金具有高的耐蝕性，并闡明其作用原理。一、提高金金屬的熱熱力學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性以熱力學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性高高的元素素進行合合金化，向向不耐蝕蝕的合金金中加入入熱力學(xué)學(xué)穩(wěn)定性性高的合合金元素素進行合合金化，可在合金表面形成由貴金屬組元組成的連續(xù)保護層，提高其耐蝕性。例如，銅中中加金，鎳

2、鎳中加銅銅，鉻中中加鎳等等。但是是其應(yīng)用用是有限限的。因因為，一一方面要要耗費大大量的貴貴金屬，經(jīng)經(jīng)濟上昂昂貴；另另一方面面，由于于合金組組元在固固態(tài)中的的溶解度度是有限限的，許許多合金金要獲得得具有多多組元的的單一固固溶體是是比較困困難的。二、降低陰陰極活性性在陰極控制制的金屬屬腐蝕中中，可用用進一步步加強陰陰極極化化的辦法法來降低低腐蝕速速度。如如金屬在在酸中的的活性溶溶解就可可以用降降低陰極極活性的的方法減減少腐蝕蝕。具體體方法是是：1減小金金屬或合合金中的的活性陰陰極面積積 金金屬或合合金在酸酸中腐蝕蝕時，陰陰極析氫氫過程優(yōu)優(yōu)先在氫氫超電壓壓低的陰陰極相或或夾雜物物上進行行。如果果減少

3、合合金中的的陰極相相或夾雜雜物，減小了了活性陰陰極面積積，增加加了陰極極極化電電流密度度，增加加陰極極極化程度度，阻礙礙陰極過過程的進進行，提提高耐蝕蝕性。例如，當鋁鋁中鐵含含量減少少時，其其在鹽酸酸中的耐耐蝕性提提高，如如P1228圖11。這是是由于鐵鐵能形成成陰極相相。對于陰極控控制的腐腐蝕過程程，采用用固溶處處理獲得得單相固固溶體組組織，可可提高耐耐蝕性。反反之，退退火或時時效處理理降低其其耐蝕性性。2加入氫氫超電壓壓高的元元素 加入氫氫超電壓壓高的元元素，可可提高陰陰極析氫氫超電壓壓，顯著著降低合合金在酸酸中的腐腐蝕速度度。但它它只適用用于不產(chǎn)產(chǎn)生鈍化化的析氫氫腐蝕。如如金屬在在非氧化

4、化性或氧氧化性低低的酸中中的活性性溶解過過程。例如，在鋅鋅中含有有鐵、銅銅等電位位較高的的金屬雜雜質(zhì)時，加加入氫超超電壓高高的鎘、汞汞，可使使鋅在酸酸中腐蝕蝕速度顯顯著降低低。又如如，在含含有較多多雜質(zhì)鐵鐵的工業(yè)業(yè)純鎂中中，添加加0.55-1%錳可大大大降低低其在氯氯化物水水溶液中中的腐蝕蝕速度，這這是由于于錳比鐵鐵高得多多的析氫氫超電壓壓之故。三、降低合合金的陽陽極活性性用合金化的的方法降降低合金金的陽極極活性，尤尤其是用用提高合合金鈍性性的方法法阻礙陽陽極過程程的進行行，可提提高合金金的耐蝕蝕性，它它是一種種最有效效、應(yīng)用用最廣泛泛的措施施。1. 減小小合金表表面上陽陽極部分分的面積積，在

5、腐腐蝕過程程中，合合金基體體是陰極極，第二二相或合合金中其其它微小小區(qū)域（如如晶界）是是陽極，如如能減小小陽極面面積，可可加大陽陽極極化化電流密密度，增增加陽極極極化程程度，阻阻滯陽極極的進行行，提高高合金的的耐蝕性性。例如在海水水中，AAl-MMg合金金中強化化相All2Mgg3對其其基體而而言是陽陽極，它它在腐蝕蝕過程中中逐漸被被溶解，使使合金表表面陽極極總面積積減小，腐腐蝕速度度降低。所所以All-Mgg合金耐耐海水腐腐蝕性就就比第二二相是陰陰極相的的Al-Cu合合金高。實實際上合合金中第第二相是是陽極相相的較少少，絕大大多數(shù)合合金中第第二相是是陰極相相，這種種耐蝕措措施的應(yīng)應(yīng)用受到到限

6、制。另另外，若若晶界區(qū)區(qū)為陽極極時，這這條途徑徑可有所所應(yīng)用。例例如，通通過提高高金屬和和合金的的純度或或進行適適當?shù)臒釤崽幚硎故咕Ы缱冏儽∽兗兗儍簦煽商岣吣湍臀g性。對對于具有有晶間腐腐蝕傾向向的合金金僅從減減小晶界界陽極區(qū)區(qū)面積，而而不消除除陽極區(qū)區(qū)的做法法，常會會加重晶晶間腐蝕蝕，例如如粗晶粒粒的高鉻鉻不銹鋼鋼比細晶晶粒的晶晶間腐蝕蝕嚴重。2加入容容易鈍化化的合金金元素 工業(yè)業(yè)上常用用的合金金的基體體元素鐵鐵、鋁、鎂鎂、鎳等等都具有有一定的的鈍化性性能，但但其鈍化化性能不不夠高，特特別是鐵鐵，只有有在氧化化性較強強的介質(zhì)質(zhì)中才能能鈍化，而而在一般般自然條條件下不不鈍化。為為了提高高耐蝕性

7、性，可往往這些基基體金屬屬中加入入易鈍化化的合金金元素。如如往鐵中中加入112330%CCr，制制成不銹銹鋼或耐耐酸鋼；往鎳或或鈦中加加入鉬，制制成鎳鉬鉬或鈦鉬鉬合金，耐耐蝕性有有很大的的提高。這是一種應(yīng)用最廣的合金化途徑。3加入陰陰極性合合金元素素促使陽陽極鈍化化 對對于可鈍鈍化的腐腐蝕體系系，在金金屬或合合金中加加入陰極極性很強強的合金金元素，可可促使合合金達到到鈍化狀狀態(tài)，制制成耐蝕蝕合金。加入陰極性性合金元元素促進進陽極鈍鈍化是有有條件的的。首先先，腐蝕蝕體系是是可鈍化化的，否否則在活活性溶解解區(qū)，增增加陰極極去極化化作用只只會加速速腐蝕。其其次，所所加陰極極性合金金元素的的活性（包包

8、括所加加元素的的種類與與數(shù)量）要與基體元素和介質(zhì)的鈍性相適應(yīng)，活性不足或過強都會加速腐蝕。如P130圖5-3，實線為陽極極化曲線。為原陰極極化曲線。若所加陰極元素活性不足，則其極化曲線變?yōu)?C2，腐蝕電流IC1增加至IC2。若所加陰極元素活性過強，可能產(chǎn)生新的陰極過程，如陰極極化曲線，它與陽極極化曲線交于過鈍化區(qū)或點蝕區(qū)，相應(yīng)的腐蝕電流為It、Ibr，產(chǎn)生強烈的過鈍化腐蝕或點蝕。在致鈍電位Eb與過鈍化電位Eop（或小孔形成電位Ebr）間電位范圍內(nèi)，增大陰極效率使腐蝕速度減小。例如陰極過程從C2轉(zhuǎn)變?yōu)镃3，合金將由活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的鈍化狀態(tài)，一般穩(wěn)定鈍化區(qū)的電流要比活性溶解時的電流小幾個數(shù)量級

9、，因此，加入陰極性合金元素可顯著提高可鈍化體系的合金的耐蝕性。為了使系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)，必須盡量提高陰極效率（應(yīng)避免發(fā)生點蝕和落入過鈍化區(qū)）。合金在陰極極性合金金化時獲獲得良好好效果的的基本條條件必須須使他在在該腐蝕蝕條件下下的電位位轉(zhuǎn)移到到穩(wěn)定鈍鈍化區(qū)，即即在完全全鈍化電電位Ep和過鈍鈍化電位位Eop（或或小孔電電位Ebr）之之間的區(qū)區(qū)域內(nèi)。為為了實現(xiàn)現(xiàn)合金的的自鈍化化，在致致電位EEb時，這這個系統(tǒng)統(tǒng)可能發(fā)發(fā)生的陰陰極電流流Ic3必須須超過致致鈍電流流Ib，即Ic3Ib。為此此，可使使用各種種正電性性金屬（如如Pd、Pt、Ru及其他鉑族金屬），有時也可用電位不太正的金屬（如Re，Cu、Ni、M

10、o、W等）。陰極性合金元素的穩(wěn)態(tài)電位越正，陰極極化率越小，它促進基體金屬的鈍化作用就越有效。 關(guān)于陰極性性元素促促進陽極極化的耐耐蝕合金金化原理理，近年年來取得得較大發(fā)發(fā)展，已已在不銹銹鋼和鈦鈦合金生生產(chǎn)上有有所應(yīng)用用。所加加的陰極極性合金金元素常常用的鈀鈀、鉑，也也有用銀銀、金、銠銠、銅的的，用量量一般為為0.22-0.5%。加入陰極活活性元素素促進陽陽極鈍化化的方法法，是很很有發(fā)展展前途的的耐蝕合合金化途途徑。四、使合金金表面形形成電阻阻大的腐腐蝕產(chǎn)物物膜對于電阻較較大的腐腐蝕體系系，若用用合金化化方法在在合金表表面形成成致密的的腐蝕產(chǎn)產(chǎn)物膜，可可進一步步加大體體系電阻阻，使腐腐蝕速度度降

11、低。例例如在鋼鋼中加入入銅與磷磷，能在在鋼表面面形成致致密的非非晶態(tài)的的羥基氧氧化鐵FFeOxx(OHH)3-2x，使鋼鋼耐大氣氣腐蝕。此方法的特點是，消耗耐蝕元素少，經(jīng)濟，適合大量應(yīng)用。上面敘述了了耐蝕合合金化的的七條途途徑，其其中最有有實際意意義的是是降低陰陰極活性性，降低低陽極活活性，提提高合金金鈍性及及在合金金表面形形成電阻阻大的腐腐蝕產(chǎn)物物的方法法，特別別重要的的是降低低陽極活活性及使使合金鈍鈍化的方方法。對對于研制制耐強腐腐蝕的不不銹合金金而言，易易鈍化元元素合金金化是根根本性的的措施，而而用陰極極性合金金元素促促使合金金鈍化是是最有發(fā)發(fā)展前途途的。盡管如此，耐耐蝕合金金化途徑徑的

12、選擇擇，應(yīng)由由合金所所處的介介質(zhì)特性性來決定定。例如如，若基基體金屬屬在使用用條件下下不能鈍鈍化，而而是在活活性狀態(tài)態(tài)下產(chǎn)生生析氫腐腐蝕，則則應(yīng)采用用減少陰陰極活性性的途徑徑，而不不能采用用增加陰陰極活性性的途徑徑；如介介質(zhì)能使使金屬鈍鈍化，則則采用減減少陽極極活性和和用陰極極性合金金元素使使合金鈍鈍化的方方法將獲獲得最好好的效果果。5-2 鐵基基耐蝕合合金鐵基耐蝕合合金即通常常所說的的不銹鋼鋼。在空空氣中耐耐蝕的鋼鋼稱為不不銹鋼，在在各種侵侵蝕性較較強的介介質(zhì)中耐耐蝕的鋼鋼稱為耐耐酸鋼。可以按化學(xué)學(xué)成分、顯顯微組織織和用途途分類。按化學(xué)成分分：鉻鋼鋼、鉻鉬鉬鋼、鉻鉻鎳鋼、鉻鉻錳鋼、鉻鉻錳氮鋼

13、鋼、鉻錳錳鎳鋼等等。按顯微組織織分類，不不銹鋼可可分為：奧氏體體不銹鋼鋼、鐵素素體不銹銹鋼、馬馬氏體不不銹鋼復(fù)復(fù)相鋼（AA-F復(fù)復(fù)相鋼、FF-M復(fù)復(fù)相鋼）等等。按用途可分分：耐海海水腐蝕蝕不銹鋼鋼、耐點點蝕不銹銹鋼、耐耐應(yīng)力腐腐蝕不銹銹鋼、耐耐濃硝酸酸腐蝕不不銹鋼、耐耐硫酸不不銹鋼等等。一、奧氏體體不銹鋼鋼顯然這種不不銹鋼的的室溫組組織為奧奧氏體。這這類不銹銹鋼是以以18-8型鉻鉻鎳鋼為為基礎(chǔ)發(fā)發(fā)展起來來的，如如1Crr18NNi9TTi。應(yīng)應(yīng)用最廣廣，約占占奧氏體體不銹鋼鋼耐酸鋼鋼的700%，占占全部不不銹耐酸酸鋼的550%。為為了提高高耐蝕性性，188-8型型鋼中常常加入TTi、NNb、M

14、Mo、SSi等鐵鐵素體形形成元素素，并提提高鉻含含量，降降低碳含含量。但但這些元元素都能能縮小相區(qū)，因因此為了了使Crr-Nii鋼保持持奧氏體體組織，鋼鋼中含NNi量應(yīng)應(yīng)不少于于下面經(jīng)經(jīng)驗公式式所確定定的數(shù)值值：Ni1.1(CCrMo1.55Si1.55Nb)0.55Mn30CC8.22式中元素符符號表示示相應(yīng)元元素在鋼鋼中的含含量（%）。當鋼中含NNi量小小于此式式的計算算值時，鋼鋼的組織織中會出出現(xiàn)鐵素體體。鉻鎳奧氏體體鋼中的的Ni，可可用Mnn、N部部分代替替或全部部代替。NN的Nii當量與與C一樣樣都是330。奧奧氏體不不銹鋼具具有優(yōu)良良的綜合合機械性性能和加加工性能能，耐蝕蝕性也優(yōu)優(yōu)

15、于其它它不銹鋼鋼。奧氏體不銹銹鋼耐全全面腐蝕蝕性能，主主要取決決于鋼中中的Crr、Nii、Moo、Sii等合金金元素的的含量。一般不銹鋼鋼只耐稀稀的和中中等濃度度的硝酸酸腐蝕，而而不耐濃濃硝酸腐腐蝕。這這是因為為在濃硝硝酸中，鋼鋼處于過過鈍化狀狀態(tài)，發(fā)發(fā)生過鈍鈍化溶解解。在這這種強氧氧化性介介質(zhì)中，能能提高鋼鋼的耐蝕蝕性的合合金元素素是Sii。各種種奧氏體體不銹鋼鋼中加入入Si，都都能使鋼鋼的腐蝕蝕速度隨隨硅含量量的增加加而急劇劇下降。如如我國研研制的00Cr220Nii24SSi4TTi鋼，日日本的000Crr18NNi144Si44鋼、前前蘇聯(lián)的的00CCr8NNi200Si66鋼等，都都

16、能耐濃濃硝酸腐腐蝕。一般不銹鋼鋼只能耐耐稀硫酸酸腐蝕，鋼鋼中加入入Mo、CCu、SSi可以以降低腐腐蝕速度度。性能能較好的的耐硫酸酸腐蝕用用的奧氏氏體不銹銹鋼是00Cr223Nii28MMo3CCu3TTi鋼。對對于腐蝕蝕條件苛苛刻的熱熱硫酸，則則需采用用Ni合合金，如如Ni770Moo27VV合金。Cr-Nii奧氏體體不銹鋼鋼在堿性性液體中中的耐蝕蝕性相當當好，且且隨鋼中中Ni含含量升高高耐蝕性性提高。這這是由于于Ni耐耐堿腐蝕蝕的緣故故。在中等腐蝕蝕性介質(zhì)質(zhì)中，約約含188%Crr的Crr-Mnn-N和和Cr-Mn-Ni-N鋼的的耐蝕性性和188-8鋼鋼相同，但但在強腐腐蝕性介介質(zhì)則不不如

17、188-8鋼鋼。2、奧氏體體的晶間間腐蝕一般奧氏體體不銹鋼鋼經(jīng)焊接接后，在在弱氧化化性介質(zhì)質(zhì)中可能能遭受晶晶間腐蝕蝕，使強強度損失失很大，甚甚至造成成構(gòu)件的的破壞。凡凡在介質(zhì)質(zhì)與鋼所所共同決決定的腐腐蝕電位位下，晶晶界物質(zhì)質(zhì)的溶解解電流密密度遠大大于晶粒粒本體的的溶解電電流密度度時，都都可使鋼鋼產(chǎn)生晶晶間腐蝕蝕。實際際上，普普通奧氏氏體不銹銹鋼，當當其腐蝕蝕電位處處于活化化電位區(qū)區(qū)、活化化-鈍化化過渡電電位區(qū)、鈍鈍態(tài)電位位區(qū)和多多鈍化電電位區(qū)都都有可能能產(chǎn)生晶晶間腐蝕蝕。一些些不銹鋼鋼在許多多介質(zhì)中中，都各各有其產(chǎn)產(chǎn)生晶間間腐蝕的的不同電電位區(qū)段段。但是是，最重重要的是是在活化化-鈍化化過渡電

18、電位區(qū)內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生晶晶間腐蝕蝕，它常常在若氧氧化介質(zhì)質(zhì)中使用用的不銹銹鋼中發(fā)發(fā)生。而而當鋼的的腐蝕電電位處于于活化電電位區(qū)，（在在還原性性介質(zhì)中中）或過過鈍化電電位區(qū)（在在強氧化化性介質(zhì)質(zhì)中）時時，鋼的的整體已已不耐蝕蝕，因此此，鋼是是否產(chǎn)生生晶間腐腐蝕已無無實際意意義。隨介質(zhì)的類類別和電電位不同同，有兩兩種不同同的晶間間腐蝕機機理。除除去過渡渡電位區(qū)區(qū)（弱氧氧化性介介質(zhì)中）產(chǎn)產(chǎn)生晶間間腐蝕的的貧鉻理理論，在在過鈍化化電位區(qū)區(qū)（在強強氧化性性介質(zhì)中中）的晶晶間腐蝕蝕不是由由于貧鉻鉻區(qū)的存存在引起起的。在在強氧化化性介質(zhì)質(zhì)中，固固溶的奧奧氏體鋼鋼易產(chǎn)生生晶間腐腐蝕，而而經(jīng)敏化化加熱的的鋼反而而不產(chǎn)生

19、生晶間腐腐蝕。一一般認為為這種晶晶間腐蝕蝕是由晶晶界偏析析引起的的，即晶晶界富集集P（1100pppm以以上）、硅硅（10000-200000pppm）可可引起此此種晶間間腐蝕。敏敏化加熱熱時，碳碳化物的的析出有有可能使使P不富富集或減減輕硅的的富集，從從而建起起或消除除晶間腐腐蝕。此此外，還還發(fā)現(xiàn)：當晶界界含有相的奧奧氏體不不銹鋼在在強氧化化性介質(zhì)質(zhì)中腐蝕蝕時，相發(fā)生生選擇性性溶解。因因此可以以認為晶晶界上連連續(xù)析出出網(wǎng)狀相是奧奧氏體不不銹鋼在在強氧化化性介質(zhì)質(zhì)中產(chǎn)生生晶間腐腐蝕的另另一原因因。在大大部分情情況下，晶晶間腐蝕蝕是由于于貧鉻引引起的，因因此，通通常討論論的晶間間腐蝕傾傾向、影影

20、響因素素和防蝕蝕方法都都是針對對這種晶晶間腐蝕蝕而談的的。奧氏體不銹銹鋼發(fā)生生晶間腐腐蝕的原原因，在在大部分分情況下下是由于于晶界貧貧Cr引引起的。有有時，也也可能由由其它原原因產(chǎn)生生。如處處于過鈍鈍化狀態(tài)態(tài)（強氧氧化性介介質(zhì)中）時時，所發(fā)發(fā)生的晶晶間腐蝕蝕就不是是由貧CCr造成成的。研究發(fā)現(xiàn)，在在強氧化化性介質(zhì)質(zhì)中，固固溶體狀狀態(tài)的奧奧氏體鋼鋼容易產(chǎn)產(chǎn)生晶間間腐蝕，而而經(jīng)敏化化加熱處處理的鋼鋼反而不不產(chǎn)生晶晶間腐蝕蝕。一般般認為這這種晶間間腐蝕是是由晶界界偏析造造成的。即即在晶界界偏聚的的P、SSi造成成晶間腐腐蝕。敏敏化加熱熱時，碳碳化物的的析出可可能使在在晶界偏偏聚的PP、Sii減弱或或

21、消失，從從而減輕輕或消除除晶間腐腐蝕。此外，還發(fā)發(fā)現(xiàn)：當當晶界含含有相時，則則在強氧氧化性介介質(zhì)中腐腐蝕時，相發(fā)生選擇性溶解。因此，當晶界上連續(xù)析出網(wǎng)狀相時，是奧氏體不銹鋼在強氧化性介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕的另一個原因。在能夠產(chǎn)生生晶間腐腐蝕的電電位區(qū)內(nèi)內(nèi)，奧氏氏體不銹銹鋼的晶晶間腐蝕蝕傾向及及腐蝕程程度是與與鋼所處處環(huán)境的的溫度、時時間及其其冷卻速速度有關(guān)關(guān)，因為為它們對對含鉻碳碳化物的的析出、貧貧鉻區(qū)的的產(chǎn)生及及貧鉻程程度都有有影響。具具體溫度度和加熱熱時間范范圍，依依鋼種及及其化學(xué)學(xué)成分不不同而異異，要通通過試驗驗確定。成分對晶間間腐蝕有有很大影影響。奧奧氏體不不銹鋼中中：1）C含量量越高，晶

22、晶間腐蝕蝕越嚴重重。2）Cr含含量增加加，晶間間腐蝕減減弱。3）Ni含含量增加加，晶間間腐蝕傾傾向增大大。Ni含量增增加會降降低C在在奧氏體體中的溶溶解度，促促進Crr的碳化化物析出出。防止奧氏體體不銹鋼鋼晶間腐腐蝕的有有效措施施是改變變鋼的化化學(xué)成分分，如：1）加入強強碳化物物形成元元素Tii、Nbb，2）降低CC、N、PP含量。3、奧氏體體不銹鋼鋼的應(yīng)力力腐蝕奧氏體不銹銹鋼的嚴嚴重缺點點之一是是對應(yīng)力力腐蝕敏敏感。奧奧氏體不不銹鋼的的應(yīng)力腐腐蝕機理理和規(guī)律律，依介介質(zhì)類型型不同而而異。引引起奧氏氏體不銹銹鋼應(yīng)力力腐蝕的的介質(zhì)很很多，其其中具有有較大實實際意義義的是以以下四類類介質(zhì)：1）約約

23、80以上的的高濃度度氯化物物水溶液液；2）化化物溶液液；3）濃濃熱堿溶溶液；44）高溫溫高壓水水（例如如1500-3550）。（1）應(yīng)力力腐蝕機機理 應(yīng)應(yīng)力腐蝕蝕機理十十分復(fù)雜雜，眾說說紛紜，尚尚未徹底底弄清。在在應(yīng)力作作用下，位位錯沿滑滑移面運運動，并并在表面面處匯合合成滑移移臺階，使使金屬產(chǎn)產(chǎn)生了永永久變形形。若鈍鈍化膜不不能隨此此滑移臺臺階的形形成而發(fā)發(fā)生相應(yīng)應(yīng)的變形形，使該該處鈍化化膜破裂裂，露出出化學(xué)性性活潑的的新鮮金金屬面（滑滑移臺階階）；同同時，滑滑移還促促使位錯錯密度和和缺陷增增加，并并使某些些元素或或雜質(zhì)在在滑移帶帶偏析，這這些都將將成為活活性陽極極區(qū)，在在腐蝕介介質(zhì)作用用下

24、發(fā)生生陽極溶溶解。伴伴隨陽極極溶解過過程產(chǎn)生生陽極極極化，使使陽極周周圍鈍化化，在蝕蝕坑周圍圍重新生生成鈍化化膜，但但在應(yīng)力力繼續(xù)作作用下，蝕蝕坑底部部由于應(yīng)應(yīng)力集中中又使鈍鈍化膜破破裂，造造成新的的活性陽陽極區(qū)，繼繼續(xù)深入入陽極溶溶解。這這種反復(fù)復(fù)作用，使使應(yīng)力腐腐蝕不斷斷向開裂裂前沿發(fā)發(fā)展，形形成垂直直于應(yīng)力力方向的的縱深裂裂紋，致致使構(gòu)件件斷裂。由由此可見見，只有有在蝕坑坑周邊出出現(xiàn)再鈍鈍化和蝕蝕坑底部部不鈍化化或鈍化化后再活活化（由由于坑底底易產(chǎn)生生應(yīng)力集集中和氫氫離子濃濃度升高高）的條條件下，才才能發(fā)生生應(yīng)力腐腐蝕?？偪傊瑧?yīng)應(yīng)力腐蝕蝕是在 表面鈍鈍化膜不不穩(wěn)定的的條件下下產(chǎn)生的的。

25、曾經(jīng)經(jīng)有人總總結(jié)在各各種環(huán)境境下奧氏氏體不銹銹鋼應(yīng)力力腐蝕時時，指出出其腐蝕蝕電位將將處于下下列三個個電位區(qū)區(qū)中的某某一電位位區(qū)內(nèi)，即即1）非活活性態(tài)-活性態(tài)態(tài)過渡電電位區(qū)；2）活性性態(tài)-鈍鈍態(tài)過渡渡電位區(qū)區(qū)；3）鈍態(tài)態(tài)-過鈍鈍化過渡渡電位區(qū)區(qū)。（圖圖5-113）（2）影響響應(yīng)力腐腐蝕的因因素：許許多氯化化物水溶溶液都能能引起奧奧氏體不不銹鋼的的應(yīng)力腐腐蝕，其其中氯化化鎂溶液液最嚴重重，氯化化鈉溶液液最輕。一一般認為為，隨氯氯化物溶溶液中氯氯化鈉濃濃度增加加和溫度度升高，奧奧氏體不不銹鋼的的應(yīng)力腐腐蝕敏感感性增高高，斷裂裂壽命縮縮短。但但如果濃濃度過高高，斷裂裂壽命反反而有所所回升。在在高溫高

26、高濃度氯氯化鎂溶溶液中，由由于容易易pH值值低，所所以溶液液不必有有溶解氧氧就可以以引起奧奧氏體不不銹鋼應(yīng)應(yīng)力腐蝕蝕，而且且腐蝕的的歷程不不必經(jīng)由由點蝕或或縫隙腐腐蝕。在在稀的氯氯化物溶溶液中，必必須先經(jīng)經(jīng)過點蝕蝕或縫隙隙腐蝕，逐逐漸造成成氯離子子濃縮及及pH值值降低的的條件之之后，才才能引起起應(yīng)力腐腐蝕。產(chǎn)產(chǎn)生點蝕蝕和縫隙隙腐蝕需需要氧，所所以稀氯氯化物溶溶液中必必須含有有溶解氧氧才能引引起應(yīng)力力腐蝕。位錯運動在在應(yīng)力腐腐蝕過程程中起很很大作用用。奧氏氏體不銹銹鋼具有有面心立立方結(jié)構(gòu)構(gòu)，滑移移主要限限于（1111）面面，所以以在變形形時容易易出現(xiàn)層層狀位錯錯結(jié)構(gòu)，即即位錯呈呈平行緊緊密并列列

27、的結(jié)構(gòu)構(gòu)，它不不能交叉叉滑移，這這種以位位錯結(jié)構(gòu)構(gòu)容易產(chǎn)產(chǎn)生線狀狀蝕溝，引引起穿晶晶破裂，而而具有體體心立方方結(jié)構(gòu)的的金屬，沿沿（1112）、（1110）、（1123）等等晶面都都容易產(chǎn)產(chǎn)生線狀狀蝕溝，從從而難于于發(fā)生穿穿晶破裂裂。試驗驗證明，層層錯能低低的合金金容易形形成層狀狀位錯結(jié)結(jié)構(gòu)，對對穿晶腐腐蝕破裂裂的敏感感性高；而層錯錯能高的的合金容容易形成成網(wǎng)狀位位錯結(jié)構(gòu)構(gòu)，易交交叉滑移移，對穿穿晶破裂裂的敏感感性小。奧奧氏體不不銹鋼中中鎳、硅硅、碳含含量增加加時，奧奧氏體、鋼鋼的層錯錯能增加加，易形形成網(wǎng)狀狀位錯結(jié)結(jié)構(gòu)，降降低對穿穿晶破裂裂的敏感感性。高高硅的不不利影響響是它使使碳在奧奧氏體中

28、中的溶解解度降低低，使晶晶界上析析出的碳碳化物增增多，因因而不利利于鋼在在能產(chǎn)生生晶間腐腐蝕的環(huán)環(huán)境中適適用。磷磷、氮及及微量鉬鉬對不銹銹鋼耐應(yīng)應(yīng)力腐蝕蝕性能也也是不利利的，但但加入較較多的鉬鉬（44%）后后，反而而能提高高耐應(yīng)力力腐蝕破破裂的性性能。4、奧氏體體不銹鋼鋼的點蝕蝕與縫隙隙腐蝕這種局部腐腐蝕經(jīng)常常發(fā)生在在含氯化化物的溶溶液中，它它對不銹銹鋼容器器與管道道危害較較大，甚甚至能造造成穿孔孔。二、鐵素體體不銹鋼鋼顯然這種不不銹鋼的的室溫組組織為鐵鐵素體。雖然高鉻鐵鐵素體不不銹鋼發(fā)發(fā)展較早早，且屈屈服強度度比奧氏氏體不銹銹鋼高，導(dǎo)熱系數(shù)也較大，成本又較低，但由于它脆性較大，特別是焊接后因

29、熱影響區(qū)晶粒粗化更易引起氫脆，耐點蝕性能差，對缺口敏感性高等缺點，應(yīng)用范圍遠不如鉻鎳奧氏體不銹鋼廣。依格含量不不同，鐵鐵素體不不銹鋼可可分為CCr133型、CCr166-9型型和Crr25-28型型三種。隨隨鉻含量量增加，其其耐氧化化酸腐蝕蝕的能力力和抗氧氧化性均均增高。在在硝酸等等氧化性性介質(zhì)中中，純鉻鉻鐵素體體不銹鋼鋼與同等等鉻含量量的Crr-Nii奧氏體體不銹鋼鋼耐蝕性性相近；但在還還原性介介質(zhì)中，則則不如鉻鉻鎳鋼。鐵鐵素體鉻鉻不銹鋼鋼在加鉬鉬后耐蝕蝕性有所所改善。如Cr18Mo2Ti鋼不僅有優(yōu)越的耐應(yīng)力腐蝕性能，而且有較好的耐點蝕性和耐海水腐蝕性能。高鉻鐵素體不銹鋼中加入0.2-0.5%Pd，可大大提高其在鹽酸和中等濃度熱硫酸中的耐蝕性。防止鐵素體體不銹鋼鋼晶間腐腐蝕的措措施：1）降低鋼鋼中C、NN含量；2）加入強強碳（氮氮）化物物形成元元素Tii、Nbb等；3）70008000退火。2、鐵素體體不銹鋼鋼耐應(yīng)力力腐蝕性性能鐵素素體不銹銹鋼耐氯氯化物腐腐蝕破裂裂性能比比奧氏體體不銹鋼鋼高得多多，這是是由于體體心立方方