5不锈耐蚀钢.ppt

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1、Chapter5不锈耐蚀钢主要内容5.1钢的耐蚀性5.2不锈耐蚀钢的组织5.3不锈耐蚀钢的腐蚀特性5.4不锈钢的强化与脆化5.5不锈耐蚀钢钢种（自学）重点及基本要求掌握金属腐蚀的概念、提高耐腐蚀的基本途径、合金元素对耐腐蚀性能的影响；掌握常见各种不锈钢的成分、热处理、性能及用途等特点；重点是合金元素对耐腐蚀性能的影响；难点是不同合金元素对耐蚀钢组织、性能的交互作用。5.1钢的耐蚀性一、金属腐蚀的基本概念1、化学腐蚀金属和化学介质直接发生化学反应造成的腐蚀称化学腐蚀。如铁在高温下的氧化：4Fe+3O2→Fe2O3Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2↑这种反应不产生腐蚀电流，在反应表面形成一层化

2、学生成物。5.1钢的耐蚀性2、电化学腐蚀电化学腐蚀是金属腐蚀更重要更普遍的形式，它是由于不同金属或金属的不同相之间，电极电位不同，构成原电池而产生的。用硝酸酒精浸蚀碳钢能显示珠光体就是这一原理。由于Fe3C的电极电位较高，α-Fe的电极电位较低，当有导线连通时即构成原电池，导线中有电流通过。这时在阳极上α-Fe的原子变成离子进入溶液：Fe→Fe++3e电子则通过导线到达阴极Fe3C。在阴极上Fe3C将电子传导给酸性介质中的H+离子，变成氢气逸出：3H+＋3e=1.5H2↑原电池不断进行的结果，是α-Fe被腐蚀，H+离子被还原，Fe3C不被腐蚀。这种原电池腐蚀由于是在显微组织之间产生的，故称为微

3、电池腐蚀。（1）电化学腐蚀的特点有液体介质、金属或相之间有电位差、并连通或接触、有电流产生，阳极金属溶解。在腐蚀开始后，由于在阳极形成钝化膜，在阴极产生电子堆积。阳极电位向正方向变化，产生阳极极化；阴极电位向负的方向变化，产生阴极极化，这种电极电位的变化称为极化。一切增强阳极极化或阴极极化的因素，都提高金属的耐蚀性。5.1钢的耐蚀性（2）金属电化学腐蚀的形式有一般腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀和应力腐蚀等。对不锈钢来说，后三者是不允许的。对于一般腐蚀，根据不同使用条件对耐腐蚀性提出不同指标：①不锈钢：在大气及弱腐蚀介质中耐蚀的钢。腐蚀速度＜0.01mm/年，完全耐蚀；腐蚀速度＜0.1mm/年，耐蚀；腐

4、蚀速度＞0.1mm/年，不耐蚀。②耐蚀钢：在各种强腐蚀介质中耐蚀的钢。腐蚀速度＜0.1mm/年，完全耐蚀；腐蚀速度＜1.0mm/年，耐蚀；腐蚀速度＞1.0mm/年，不耐蚀。5.1钢的耐蚀性二、成分和环境对钢耐蚀性的影响1、提高钢的耐蚀性途径提高基体的电极电位，来降低原电池电动势；使钢具有单相组织，减少微电池的数量；使钢表面生成稳定的表面保护膜，如钢中加硅、铝、铬等。5.1钢的耐蚀性2、成分对钢耐蚀性的影响（1）碳碳与铬形成碳化物，使不锈钢的耐蚀性受到严重影响。（2）铬是提高钝化膜稳定性的必要元素,铁中Cr＞8-12%，合金的钝化能力显著提高。摩尔分数量提高到12.5%、25%、37.5%，合金

5、在硝酸中的腐蚀速度都相应有一个突然降低。5.1钢的耐蚀性（3）镍提高钢的耐蚀性，在非氧化性的硫酸中更为显著。摩尔分数为12.5%和25%时，耐蚀性明显提高。图6-5.镍加入铬不锈钢中，能提高其在硫酸、醋酸、草酸及中性盐（特别是硫酸盐)中的耐蚀性。（4）锰提高铬不锈钢在有机酸如醋酸、甲酸和乙酸中的耐蚀性，比镍更有效。图6-6.5.1钢的耐蚀性（5）钼提高不锈钢的钝化能力，扩大其钝化介质范围，如在热硫酸、稀盐酸和有机酸中。抗点蚀：形成含钼的钝化膜，防止Cl离子对膜的破坏。（6）铜在不锈钢表面沉积，作为附加微阴极，促使不锈钢在很小的阳极电流下就能达到钝化状态。一般不锈钢中加入2-3%的铜。（7）硅提

6、高钢在盐酸、硫酸和高浓度硝酸中的耐蚀性。一般在不锈钢中加入2-4%的Si。5.1钢的耐蚀性3、环境对不锈钢耐蚀性的影响大气、水、水蒸气等弱腐蚀介质，固溶体中Cr含量＞10-12%，就保证不锈。氧化性酸如硝酸等，Cr含量＞16%的钢，才有较高的钝化能力。非氧化性酸如稀硫酸等，需要加入Ni、Mo、Cu等，提高耐蚀性。盐酸中不锈耐蚀钢也不耐蚀，一般采用Ni-Mo合金，使合金表面生成稳定的MoOCl2保护膜，保持钝化能力。强有机酸中，一般Cr和Cr-Ni不锈钢难以钝化，加入Mo、Cu、Mn等，提高耐蚀性。在含Cl的介质中，加Mo提高抗点蚀的能力。5.1钢的耐蚀性作业：1化学腐蚀和电化学腐蚀的概念。2提

7、高耐蚀性的基本途径有哪些？3合金元素对钢的耐蚀性有何影响？思考题：1不同环境下，如何提高钢的耐蚀性？5.2不锈耐蚀钢的组织一、Cr-Ni、Cr-Mn系不锈钢1Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Mn相图2Cr-Mn-C-N钢中的组织要获得单相γ，所需最少的C、N与钢中Cr之间的关系为：C+N=0.078[Cr-12.5]N在钢中的溶解度取决于氮化物形成元素Cr和Mn在钢中的含量：N=1/100[Cr+M