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1、材料及耐腐蚀性能(一)铸铁/碳钢/低合金钢赵志农zhao.zhinong@bayertechnology.comthkjzzn@yahoo.com.cn铸 铁铸铁是含硅的高碳铁合金,碳含量一般大于2%,硅含量在1%～3%之间,是工业最主要的铸造材料。通常按合金化程度可分为普通铸铁和合金铸铁两大类。普通铸铁又分为灰口铸铁/白口铸铁/球墨铸铁/可锻铸铁。合金铸铁按其用途可分为耐蚀铸铁、耐热铸铁和耐磨铸铁。耐蚀铸铁有:高硅铸铁/高铬铸铁/高镍铸铁铸铁材料的应用碳钢含碳量小于1.7%的铁碳合金。有低碳钢、中碳钢和高碳钢。低、中碳钢主要用于各种钢结构,因此也可称为结构用钢;高碳钢主要用来制造各种工具
2、。碳钢/低合金钢(结构钢)（CS）Q245(Q235-A,Q235-B,Q235-C,20G,20R,10,20),25,35,45…（lowalloysteelandstructuresteel)：Q345(16MnR,15MnVR,15MnVNR),18MnMoNbR，13MnNiMoNbR…碳钢/低合金钢碳钢/低合金钢冲击功碳钢/低合金钢伸长率低合金钢合金元素总量小于3.5%的合金钢叫低合金钢。耐蚀低合金钢主要有①耐大气腐蚀;②耐海水腐蚀;③耐硫酸露点腐蚀;④耐硫化物腐蚀;⑤抗氢钢等低合金钢。表1常用碳钢的化学成分和机械性能锅炉和压力容器用钢板化学成分力学性能力学性能钢在蒸汽系统的腐
3、蚀蒸汽系统的设备所接触的介质是锅炉给水、干湿蒸汽、冷凝液。通常,锅炉给水需经过严格的处理,包括脱盐、脱氧(使氧在低压锅炉中减少到0.03mg/L,在高压锅炉中减少到0.005mg/L)。根据现场使用经验,在蒸汽系统中,碳钢(C≤0.30),温度≤400℃,使用寿命可达25～30a。钢在蒸汽系统的使用范围根据钢在蒸汽系统中现场使用经验，各种钢的使用范围：(1)碳钢（C≤0.35％）：温度≤400℃。(2)碳-钼钢（C≤0.25％，Mo0.5％）：温度≤450℃，耐蚀。(3)铬-钼钢1(1/4)Cr–Mo钢:温≤540℃，2(1/4)Cr–Mo钢:温≤570℃，耐蚀，并可用于焊接结构。钢在酸溶
4、液中的腐蚀一般来说,碳钢在酸溶液中是不耐腐蚀的。①氢氟酸:低碳钢在室温低浓度的氢氟酸中腐蚀很快;当浓度达到70%时,低碳钢则可安全使用,在无水氢氟酸中,碳钢极为耐蚀。②硫酸:低碳钢在稀硫酸中是不耐蚀的;在78%～98%的硫酸和发烟硫酸中,低碳钢被广泛用来制造贮槽、管线、槽车等设备。由于浓硫酸具有吸湿性，暴露于湿空气中会“自稀释”。当浓硫酸贮槽放空后，会因壁上的硫酸膜稀释引起腐蚀加速。硫酸露点腐蚀采用高硫重油或煤炭作为燃料的锅炉,烟气中常含有SO2或SO3。在锅炉的低温部位如省煤器,空气预热器,集尘器,烟道,烟囱等,温度低于硫酸气露点时,由SO3和水气作用生成的H2SO4就会凝结,附着在设备
5、的表面,引起钢材腐蚀,这就是硫酸露点腐蚀。其实质就是硫酸腐蚀。耐硫酸露点腐蚀用钢我国研制的ND钢（09CrCuSb）最突出的特点是具有强的抗硫酸露点腐蚀的能力。ND钢一般被用于制造省煤器、热交换器、空气预热器等CSiMnCrCuSbSP≤0.120.200.40350.657010250.45040.10≤0.035≤0.035ND钢（09CrCuSb）的化学成分碳钢与低合金钢的开裂1钢在碱溶液中产生的应力腐蚀破裂2胺腐蚀开裂破坏3硝酸盐腐蚀破裂4氨液引起碳钢的应力腐蚀破裂5H2S应力腐蚀破裂6碳酸盐腐蚀破裂钢在碱溶液中的腐蚀钢在碱溶液中产生的应力腐蚀破裂，简称碱脆。在热浓碱溶液中钢铁表面
6、的保护膜会破坏，腐蚀速率变得较高。碱液通氧，存在CO2或氯化物以及提高温度，都会加速碳钢的腐蚀。氨水中OH—浓度虽比苛性碱溶液要弱得多，各种钢材可广泛用于贮存和处理无水氨或氨水溶液。钢在碱溶液中产生的破裂水处理过程中加入钠盐，使水含有NaOH。在缝隙和胀管端头部位，由于水的蒸发造成碱的浓缩，使碱液浓度达到相当高。加上应力集中，使此处的金属受到很高的局部应力。碱液的温度高也促使钢应力腐蚀破裂。钢在碱溶液中产生的破裂碱脆不仅与碱的浓度有关，还与碱溶液的温度有关。碱脆开裂主要是晶间型，也有混合型。腐蚀电位处于活化-钝化过渡电位区，在此电位区内能造成晶界活化而晶粒本体继续钝化的条件，因而产生晶间腐
7、蚀破裂。碱脆的机理与影响因素碱脆的机理与影响因素碱脆的机理与影响因素防止钢产生碱脆的方法低碳钢中加入铝、钛（0.2～0.7％）、铌、钒、铬、稀土金属（0.2％以下）可以减弱甚至消除钢对碱脆的敏感性。低碳钢在500℃以上进行保温热处理，可以显著降低钢在沸腾的34％NaOH溶液中的碱脆敏感性。降低操作温度,消除造成碱液浓缩的区域,减小金属所受的应力：采用合理的水处理技术和采用合适的缓蚀剂等。胺腐蚀开裂破坏胺腐蚀开裂一般在使用
