1.腐蝕的種類和定義
在衆多(duō)的工(gōng)業用(yòng)途中(zhōng),不鏽鋼都能(néng)提供今人滿意的耐蝕性能(néng)。根據使用(yòng)的經驗來看,除機械失效外,不鏽鋼的腐蝕主要表現在:不鏽鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導緻的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很(hěn)多(duō)失效事故是可(kě)以通過合理(lǐ)的選材而予以避免的。
應力腐蝕開裂(SCC):是指承受應力的合金在腐蝕性環境中(zhōng)由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用(yòng)術語。應力腐蝕開裂具(jù)有(yǒu)脆性斷口形貌,但它也可(kě)能(néng)發生于韌性高的材料中(zhōng)。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有(yǒu)拉應力(不論是殘餘應力還是外加應力,或者兩者兼而有(yǒu)之)和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴展大緻與拉應力方向垂直。這個導緻應力腐蝕開裂的應力值,要比沒有(yǒu)腐蝕介質(zhì)存在時材料斷裂所需要的應力值小(xiǎo)得多(duō)。在微觀上,穿過晶粒的裂紋稱為(wèi)穿晶裂紋,而沿晶界擴圖的裂紋稱為(wèi)沿晶裂紋,當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時(此處,承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中(zhōng)的斷裂應力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中(zhōng),通常是通過顯微缺陷的聚合)而斷開。因此,由于應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,将包含有(yǒu)應力腐蝕開裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相聯系的“韌窩”區(qū)域。
點腐蝕:是一種導緻腐蝕的局部腐蝕形式。
晶間腐蝕:晶粒間界是結晶學(xué)取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城,因而,它們是鋼中(zhōng)各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物(wù)(如碳化物(wù)和δ相)沉澱析出的有(yǒu)利區(qū)城。因此,在某些腐蝕介質(zhì)中(zhōng),晶粒間界可(kě)能(néng)先行被腐蝕乃是不足為(wèi)奇的。這種類型的腐蝕被稱為(wèi)晶間腐蝕,大多(duō)數的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中(zhōng)都可(kě)能(néng)呈現晶間腐蝕。
縫隙腐蝕:是局部腐蝕的一種形式,它可(kě)能(néng)發全于溶液停滞的縫隙之中(zhōng)或屏蔽的表面内。這樣的縫隙可(kě)以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成,例如,在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物(wù)以及海生物(wù)相接燭之處形成。
全面腐蝕:是用(yòng)來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時,村料由于腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不鏽鋼在強酸和強堿中(zhōng)可(kě)能(néng)呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎麽令人擔心,因為(wèi),這種腐蝕通常可(kě)以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文(wén)獻資料而預測它。
2.各種不鏽鋼的耐腐蝕性能(néng)
304 是一種通用(yòng)性的不鏽鋼,它廣泛地用(yòng)于制作(zuò)要求良好綜合性能(néng)(耐腐蝕和成型性)的設備和機件。
301 不鏽鋼在形變時呈現出明顯的加工(gōng)硬化現象,被用(yòng)于要求較高強度的各種場合。
302 不鏽鋼實質(zhì)上就是含碳量更高的304不鏽鋼的變種,通過冷軋可(kě)使其獲得較高的強度。
302B 是一種含矽量較高的不鏽鋼,它具(jù)有(yǒu)較高的抗高溫氧化性能(néng)。
303和303Se 是分(fēn)别含有(yǒu)硫和硒的易切削不鏽鋼,用(yòng)于主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不鏽鋼也用(yòng)于制作(zuò)需要熱镦的機件,因為(wèi)在這類條件下,這種不鏽鋼具(jù)有(yǒu)良好的可(kě)熱加工(gōng)性。
304L 是碳含量較低的304不鏽鋼的變種,用(yòng)于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中(zhōng)所析出的碳化物(wù)減至少,而碳化物(wù)的析出可(kě)能(néng)導緻不鏽鋼在某些環境中(zhōng)産(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304N 是一種含氮的不鏽鋼,加氮是為(wèi)了提高鋼的強度。
305和384 不鏽鋼含有(yǒu)較高的鎳,其加工(gōng)硬化率低,适用(yòng)于對冷成型性要求高的各種場合。
308 不鏽鋼用(yòng)于制作(zuò)焊條。
309、310、314及330 不鏽鋼的鎳、鉻含量都比較高,為(wèi)的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能(néng)和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不鏽鋼的變種,所不同者隻是碳含量較低,為(wèi)的是使焊縫附近所析出的碳化物(wù)減至少。330不鏽鋼有(yǒu)着特别高的抗滲碳能(néng)力和抗熱震性.
316和317 型不鏽鋼含有(yǒu)鋁,因而在海洋和化學(xué)工(gōng)業環境中(zhōng)的抗點腐蝕能(néng)力大大地優于304不鏽鋼。其中(zhōng),316型不鏽鋼由變種包括低碳不鏽鋼316L、含氮的高強度不鏽鋼316N以及合硫量較高的易切削不鏽鋼316F。
321、347及348 是分(fēn)别以钛,铌加钽、铌穩定化的不鏽鋼,适宜作(zuò)高溫下使用(yòng)的焊接構件。348是一種适用(yòng)于核動力工(gōng)業的不鏽鋼,對钽和鑽的合量有(yǒu)着一定的限制。