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《第5章 不锈耐酸钢--20090316.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第五章不锈耐酸钢♥耐蚀性?♠成分？？合金化？？♦组织？？？♣环境（介质）？不锈钢钢种如何选择？一.关于耐蚀性的几个概念1.化学腐蚀2.电化学腐蚀☻☻如何提高钢的耐蚀性☻☻1）使钢表面形成稳定的表面保护膜；2）得到单相均匀的固溶体组织；3）提高固溶体（阳极）的电极电位。3.阳极极化引起阳极电位由负向正方向升高，这种现象称为阳极极化.主要是由于阳极表面形成保护膜，阻碍阳极金属离子进入溶液，降低了阳极表面电荷密度。4.钝化钢表面由于形成保护膜,从而引起腐蚀减轻或不腐蚀现象,称为钝化现象.5.阴极极化阴极电位由正向负方向降低称为阴极极化.阴极极
2、化是由于消耗电子的阴极过程的速度低于阳极流来的电子，造成阴极电子堆积，阴极表面电荷密度升高，导致阴极电位降低。图具有活化-钝化转变金属的阳极极化曲线三个不同的电化学行为区：1）活化区（A）2）钝化区（P）3）过钝化区（T）εP称为初始钝化电位IP称为临界电流由于极化作用，阳极电位升高，当阳极达到最大电流IP时，阳极电位为εP，此时产生了阳极钝化，阳极过程受到了极大的阻滞，电流IP突然下降到最小值Imin。在很宽的阳极电极范围内保持Imin的腐蚀电流，此时阳极处于钝化区（P）阳极电位升高超过εT后，腐蚀电流又增加，这种现象称为过钝化，称为
3、过钝化电位(击穿电位)。影响阳极和阴极极化曲线相对位置的主要因素有两方面：1）合金的成分；2）介质。所存在的相对位置有四种情况:一个交点A：稳定的活化区，εA<εP，有大的腐蚀电流和腐蚀速度；三个交点B、C、D：C点是不稳定的，B、D是相对稳定的（可处在钝化和活化状态）。如不锈钢在含氧化剂的H2SO4一个交点E：稳定钝化，具有很小的腐蚀速度（如不锈钢在HNO3中）一个交点F：过钝化状态.有较高的腐蚀速度。（如Cr不锈钢在浓HNO3中）不锈耐蚀钢发生电化学腐蚀的主要形式一般腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀疲劳腐蚀、磨损腐蚀等。不锈耐蚀钢分
4、类不锈钢：指在大气及弱腐蚀介质中耐蚀的钢。耐蚀钢：指在各种强腐蚀介质中耐蚀的钢。二.成分及合金化Cr决定和提高耐蚀性的主要元素.加入Cr可提高基体的电极电位，但不是均匀的增加，而是突变式的。当Cr的含量达到1/8，2/8，3/8，……原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。折算成重量比：12.5×52/56=11.7%，这便是不锈钢的最低铬含量。由于钢中存在C，与Cr能形成Cr23C6，则Cr的含量一般不少于13%。钢钝化时能形成富铬的氧化物，具有尖晶石结构，在许多介质中具有稳定性。有利于组织转
5、变（单相F组织）Ni可提高耐蚀性，也符合n/8规律。与Cr配合，才能充分发挥；可提高在硫酸（非氧化性酸），醋酸，草酸及中性盐（硫酸盐）中的耐蚀性.图铁铬合金在HNO3（90度50%）中的腐蚀速度与铬的关系C扩大γ相区，稳定γ相（>Ni30倍）；C提高，强度提高；但C与Cr形成碳化物，降低耐蚀性。一般在不锈钢中C<0.4%,多在0.1-0.2%。如：2Cr13（0.2%C）;0Cr17Ti（C<0.08%）;00Cr18Ni10（C<0.03%）只有滚动轴承、弹簧和刃具的不锈钢用高C：如9Cr18Mn，N提高高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。
6、Mo提高不锈钢的钝化能力，扩大其钝化介质范围（浓硫酸、稀盐酸、磷酸和有机酸），且能阻止点腐蚀倾向。含Mo的钝化膜：Fe2O3-Cr2O3-MoO3，致密，稳定性好，能防止Cl-穿透。Cu少量加入可有效地提高不锈钢在硫酸及有机酸中的耐蚀性。Si提高在盐酸、硫酸和高浓度硝酸中耐蚀性。Mo,Cu,Ni,Si复合加入如在Cr18Ni9中加入Mo,Cu,Ni后进一步扩大了在硫酸中的耐蚀性和使用温度范围。Ti,Nb在Cr-Ni奥氏体不锈钢和高铬铁素体不锈钢中均有晶间腐蚀倾向，加入Ti或Nb（固C），可防止晶间腐蚀。三.不锈钢的组织不锈钢中的合金元素
7、可分为两类:扩大γ相区：C,N,Ni,Mn,Cu等;缩小γ相区：Cr,Si,Ti,Nb,Mo等;谁占优势，就易形成以γ或α为基体的不锈钢组织；如果稳定γ元素其作用程度还不足以使钢的Ms点降到室温以下，则高温冷却时会发生M转变。为了简便起见，表明不锈钢的实际成分和所得组织的关系，制成铬当量[Cr]-镍当量[Ni]图（适合于Ni-Cr系）。钢中铁素体形成元素折合成铬的作用，奥氏体形成元素折合成镍的作用。[Ni]=Ni+Co+0.5Mn+30C+25N+0.3Cu[Cr]=Cr+Mo+2.0Si+1.5Ti+1.75Nb+5.5Al+5V+0
8、.75W可以根据钢的实际化学成分来估算钢的组织.[Cr]与[Ni]状态图四.不锈钢的分类根据不锈钢的基本组织，可将它分为五类：M不锈钢Cr13型，Cr17Ni2，9Cr18F不锈钢0Cr17Ti,Cr25T
