不锈钢的腐蚀类型.doc

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1、不锈钢的腐蚀类型2002年第1期（总第163期）　　不锈钢耐腐蚀是由于在不锈钢表面生成了一层极薄的、粘着性好的、半透明的氧化铬薄膜。这层膜一旦遭到破坏，钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能迅速地恢复这层薄膜，同时，机械损伤也能很快再生成一层保护薄膜。但是，如果受到离子的化学侵蚀，比如氯离子，可能难于抵抗侵蚀，这就可能因氧气毫无阻挡地进入，而使腐蚀加剧。　　锈蚀是一个专用术语，专指表面十分均匀的失去光泽，也可能是表面形成了一层干涉膜。通常有轻微的颜色变化，和一定程度的光亮度损失，特别是细小的脏东西进入了表面膜。通过清洗表面可得到一定程度

2、的改善。在任何情况下，在外观形态方面的所有努力收效甚微，特别是从远距离来观看更是如此。　　点蚀是不锈钢明显腐蚀的通常形式。一般以针状腐蚀开始，由于腐蚀的产生，受腐蚀部位变黑色或变成深褐色。大多数严重腐蚀环境中，点蚀的数量和深度增加，使表面呈现受腐蚀的外观。在弱腐蚀条件下，点蚀本身不可能从表面上明显减少，但是在表面上可能出现腐蚀产生一层薄膜，当锈斑渗出就可能使周围失去光泽。　　缝隙腐蚀是在氧气不足的情况下产生的。如，既可以是由金属清洗剂，也可以是非金属清洗剂产生，由雨水或冷凝水形成的含水电解液也可导致缝隙腐蚀的产生。低合金钢更容易出现这

3、种腐蚀，特别在裂缝非常小、氧气很难渗进的地方常出现缝隙腐蚀。设计中对尽可能减少缝隙腐蚀要给予特别的注意。在特别容易碰到水汽的地方，要努力避免缝隙的产生。如果缝隙不可能避免，就应该考虑使用更耐腐蚀、更高合金含量的钢种。　　电化学腐蚀：当两种电化学势能差很大的金属相互接触过程中可能产生这种腐蚀。如果水汽把这两种金属连接起来就产生一个电流回路，合成电流将显著地增加容易产生化学反应的金属的腐蚀速度。任何两种不锈钢之间的势能差都不足以引起这种腐蚀，只是有些影响，而不会成倍地增加腐蚀。但碳钢和大面积的不锈钢结合到一起，碳钢就会遭到迅速地腐蚀，因此

4、不同金属要连接在一起的地方，要避免水汽在这些地方集聚。若避开水汽不可能，这两种金属之间要彼此电绝缘。　　应力腐蚀开裂(SCC)：有两种情况可能出现应力腐蚀开裂。不锈钢处于氯化物水溶液环境中时可能产生氯离子应力腐蚀开裂。例如，海雾环境，钢又处于很高的拉应力作用下，而且气温又超过正常的环境温度(通常超过60℃)，在建筑上使用不可能不存在影响，除非所使用的钢经过了以下所述的敏化处理。在较低温度下，在寻常的恶劣环境中，包括有机化学剂，也能产生应力腐蚀开裂，而这些条件在大多数情况下又是不可避免的。　　敏化作用：钢中的碳(通常含0.08％)与铬结

5、合，在热处理过程中或在焊接过程中在晶界析出。形成的碳化物使晶界出现贫铬，并在晶界形成抗腐蚀薄膜同时发生局部的晶界腐蚀，降低了材料的耐应力腐蚀性。在制造过程中避免敏化环境，需在钢做最终热处理时进行快速冷却，防止碳化铬质点的沉淀。在焊接过程中，薄断面的不锈钢通常冷却速度相当快，足以得到阻止碳化铬质点沉淀的相同效果，在厚断面的不锈钢焊接中，通过使用低碳不锈钢如304L或316L也可避免敏化问题。换言之，可以把稳定化的不锈钢如321或347纳入规范。虽然这样做几乎没有必要，稳定化的不锈钢中不是含钛就是含铌，这些稳定化元素在加热过程中与碳结合，

6、从而阻止了碳与铬元素的化合。　　不锈钢及在建筑中的使用　　什么是不锈钢?不锈钢的主要合金元素有：铬钼镍氮。铬形成一层钝化的铬氧化保护膜，不锈钢的耐腐蚀性就源自表面氧化膜，它是FeCr的铁素体不锈钢，钢种如：430型不锈钢；镍使奥氏体稳定，使其具有延伸性、韧性、焊接性，它形成奥氏体不锈钢，如304不锈钢；钼耐点蚀和缝隙腐蚀、适用于海洋环境以及工业大气环境等，钢种如316不锈钢；氮也具有使奥氏体稳定、耐点蚀和缝隙腐蚀、强度性能等，钢种如：2205双相不锈钢。　　在建筑中为什么要使用不锈钢呢?其原因一是满足现代社会的需求：提高购买价值，不锈

7、钢独特的设计或形象将占据一定的市场位置，它所需的维护或再刷新费用最少，不锈钢无论是在制造、使用和处理时对环境的影响都是最小的，它也能提高收益。从不锈钢本身的性能来看：它具有耐腐蚀性，不需要涂漆，高质量的外观和形象，有各种各样的表面与外观，具备很高的强度，易于制作和焊接，可以作成各种复杂的形状，另外它还可以100％的回收。不锈钢有时是最省钱的方案，通常是初始成本较高，寿命周期成本较低。　　建筑和结构所用的不锈钢钢种有：铁素体、奥氏、双相(铁素体奥氏体)。不锈钢不象碳钢那样，不锈钢极少由于均匀腐蚀而失效，如果失效，也是由于发生局部腐蚀，

8、即点蚀和缝隙腐蚀，在建筑上的失效一般是美学上的，很少是结构上的，腐蚀余量是没有意义的。不锈钢需要考虑的技术问题，一是在设计上，应采用简单的形状以便于清洗，避免缝隙，防止脏水飞溅，采用清洗入口，避免不利的电偶作用(异种金属