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西安不鏽鋼耐腐蝕能力

日期:2021-06-10 23:20
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摘要:西安不鏽鋼腐蝕是一種電化學過程,其中金屬與周圍環境發生反應,所導致的降解引發材料性能(例如機械強度,外觀以及對液體和氣體的不滲透性)的損失。腐蝕的原因是金屬及其天然礦石的能量差異。從礦石中提取任何金屬都需要能量。這種“過剩的能量”推動腐蝕,因為金屬將試圖恢複到其自然狀態。

西安不鏽鋼耐腐蝕能力

西安不鏽鋼腐蝕是一種電化學過程,其中金屬與周圍環境發生反應,所導致的降解引發材料性能(例如機械強度,外觀以及對液體和氣體的不滲透性)的損失。腐蝕的原因是金屬及其天然礦石的能量差異。從礦石中提取任何金屬都需要能量。這種過剩的能量推動腐蝕,因為金屬將試圖恢複到其自然狀態。

從電化學上講,腐蝕是電子的釋放。釋放電子的過程稱為氧化反應或陽極反應。然而,這些電子需要在某處被消耗,因此需要發生還原反應或陰極反應。

易氧化的金屬(例如鎂)被稱為非貴(活性)金屬,而*耐腐蝕的金屬(例如金和鉑)被稱為貴(惰性)金屬。在兩者之間,我們找到了工程用途的大多數金屬,例如鐵和銅。

西安不鏽鋼不鏽鋼和鈍化

從本質上講,不鏽鋼不屬於金或鉑這樣的貴金屬。不鏽鋼的耐腐蝕性是來自於鉻,鐵的氧化物和氫氧化物構成的看不見而且不溶的薄層,通常稱為鈍化膜。

即使鈍化膜隻有幾納米的厚度,它也可以有效地使下方的金屬與周圍環境隔離開來,有效地減緩了引起腐蝕的電化學反應,腐蝕速率較沒有鈍化膜時的腐蝕速率遠遠降低。其他金屬(例如鉻,鋁和鈦)也表現出鈍化性,不鏽鋼是利用鉻鈍化的能力。

在含有足夠氧化劑的環境中,不鏽鋼表麵的鈍化膜會自發形成。此外,如果鈍化膜下麵的金屬由於機械損傷(例如刮擦)而暴露在外,它會自發地重新鈍化。空氣以及大多數水溶液中的氧氣含量足以形成和維持不鏽鋼鈍化膜。如果能有效的保留住鈍化膜,不鏽鋼幾乎可以長久使用。

西安不鏽鋼均勻腐蝕

在鈍化膜不穩定的環境中會發生均勻腐蝕,未保護的金屬表麵或多或少地均勻減少,如圖2所示。在酸或熱堿性溶液中,不鏽鋼的均勻腐蝕是*常見的。另外,氯化物和氟化物的熔鹽也可以導致均勻腐蝕。

在溫度和化學成分恒定的環境中,希望以合理的恒定速率發生均勻腐蝕。通過在一定表麵積測量單位時間內的重量損失,可以確定腐蝕速率。這通常表示為厚度隨時間的損失,例如毫米/年。根據定義,如果腐蝕速率不超過0.1毫米/年,則通常認為不鏽鋼在特定環境中具有耐均勻腐蝕的能力。

西安不鏽鋼點蝕和縫隙腐蝕

均勻腐蝕會引起鈍化膜的廣泛破壞,但點蝕和縫隙腐蝕是由鈍化膜的局部破壞引起的。在實際情況中,不鏽鋼的腐蝕失效通常是局部腐蝕,而不是均勻腐蝕的結果,請參見圖3。在這種情況下,不鏽鋼表麵局部形成電偶,這會導致快速的腐蝕蔓延。與均勻腐蝕相比,局部腐蝕的重量損失可能很小,作為腐蝕嚴重程度指標的腐蝕速率與局部腐蝕無關。相反,點蝕和縫隙腐蝕被認為是一種非此即彼的情況,一旦局部腐蝕開始,很快就會穿透材料,因此需要避免

在含鹵素離子的環境中,例如氯化物,不鏽鋼特別容易出現點蝕和縫隙腐蝕。因此,存在局部腐蝕風險的環境包括含大量氯化物的液體,例如海水和各種工業溶液。

縫隙腐蝕(見圖4)發生在縫隙和其他密閉空間中,以及在使用過程中形成的沉積物下。在水性環境中,不鏽鋼表麵自然發生的化學反應會消耗氧氣。在縫隙內部停滯的溶液中,新氧化劑的供應受到限製。縫隙內溶液的成分逐漸變得不同於周圍溶液的成分。當形成濃差電池時,這種成分差異就增加了腐蝕的風險。

越來越強的腐蝕性環境*終會破壞縫隙內部的鈍化膜,而小麵積裸露的金屬表麵將充當縫隙周圍更大鈍化區域的陽極。

對於任何類型的腐蝕,點蝕和縫隙腐蝕的風險取決於環境因素和合金的耐腐蝕性。高氯化物濃度,低pH值和高溫都會增加點蝕和縫隙腐蝕的可能性。其他鹵化物(如溴化物和碘化物)也可能引起點蝕和縫隙腐蝕

西安不鏽鋼應力腐蝕開裂

應力腐蝕開裂(SCC)是一種脆性破壞模式,由機械應力和腐蝕環境共同作用引起。在預計不會出現點蝕、縫隙或均勻腐蝕的環境中,可能會導致機械強度快速損失,並可能導致破裂的災難性故障,這使其成為隱蔽的腐蝕形式。應力腐蝕開裂的發生,必須滿足三個要求:

西安不鏽鋼如果除去這三個因素之一,則不會發生應力腐蝕開裂。與點蝕和縫隙腐蝕一樣,不鏽鋼發生應力腐蝕*常見的原因是含氯化物的溶液和高溫。隨著氯化物濃度的增加,溫度的升高和pH值的降低,應力腐蝕開裂的風險也隨之增加。不鏽鋼的應力腐蝕通常以細小、分支裂紋的形式出現

由於裂紋的快速擴展,應力腐蝕開裂引起的失效通常會突然發生而沒有預警。在*嚴重的情況下,組件的故障可能會在幾天甚至幾小時內發生。

西安不鏽鋼腐蝕疲勞

當材料承受周期性載荷時,它能夠在遠遠低於材料極限拉伸應力的載荷下失效。如果材料同時暴露在腐蝕性環境中,則即使在更低的負載下,也可能在較短的時間後發生失效。這是由一種稱為腐蝕疲勞的腐蝕引起的,該腐蝕與應力腐蝕開裂相似、導致脆性破壞。但是因腐蝕疲勞而產生的裂紋分支較少,見圖6腐蝕疲勞通常發生在常溫環境和中性溶液中。 

西安不鏽鋼晶間腐蝕

晶間腐蝕是指材料晶界及鄰近部位優先受到腐蝕, 而晶粒本身不被腐蝕或腐蝕很輕微的一種局部腐蝕,見圖7。在不鏽鋼中,碳化鉻或金屬間相的沉澱可能導致晶間腐蝕。由於以前不鏽鋼的高碳含量(0.05-0.15%),這種腐蝕是潛在危險。現代不鏽鋼的生產過程中使用AOD(氬氧精煉爐),已使碳含量降低,因此晶間腐蝕在今天已很少成為問題。

西安不鏽鋼電偶腐蝕

電偶腐蝕是兩種不同的金屬相互接觸而同時處於電解質中所產生的電化學腐蝕。通常,比較活潑的金屬(陽極)會受到更嚴重的腐蝕,而惰性的金屬(陰極)則受到保護。通常在兩種金屬的結合處附近*易發生這種電偶腐蝕

隻要不鏽鋼保持鈍化狀態,它們在大多數環境中都會比其他金屬材料更有惰性,因此在大多數電偶中都是陰極。另一方麵,與不鏽鋼的電阻偶合可能會增加諸如高碳鋼、鍍鋅鋼、銅和黃銅等非貴金屬的腐蝕速率。不同不鏽鋼鋼種之間的電偶腐蝕通常不是問題,前提是每種不鏽鋼在特定環境中都是鈍化的。

 


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