耐海水腐蚀不锈钢国内发展现状
摘要
1.前沿
占地球表面积约71%的海洋中蕴藏着丰富的资源，开发海洋、利用海洋，让海洋成为我们巨大财富的源泉，这已成为人们多年来努力的方向之一。我国幅员辽阔，大陆海岸线长达1.8万公里，开发沿海经济对我国国民经济具有重大战略意义。随着人类对海洋需求的日益增长，对海洋工程技术的研究越来越重视，近年来海洋运输、海洋军事、海底资源探测与开发等各项技术得以迅速发展。鉴于陆地资源日益枯竭，海洋将成为矿产、能源和食品资源的主要供应基地。为此，海洋开发被列为21世纪的重点目标[1, 2]，而耐海水腐蚀材料的开发和应用研究又是海洋开发的基础和前提。海水中含有大约3.5%的含盐量，因此海水具有腐蚀性。此外，海洋中的某些生物污染也加速了海水的腐蚀。
在海洋资源的开发和利用过程中，钢材扮演着不可或缺的角色，如潮流发电、海水发电、海水温差发电设备及海滨大型跨海桥梁，与海洋开发相关的海底容器，用于资源开发的各种大型海洋构件以及造船用钢等领域中均离不开钢[3]。由于海洋的特定环境，对海洋工程材料有很多特殊要求，最主要的是耐海水腐蚀问题，因为许多水下设备往往由于腐蚀而报废，其次是深海下密封壳体结构的强度问题，这对于长期进行水下作业的设备尤为重要。
目前国内外常用的耐海水腐蚀不锈钢大致分为四种类型。第一种
是为奥氏体型不锈钢，有较好的耐腐蚀性，但屈服强度均不大于300MPa；第二种为铁素体型不锈钢，但屈服强度均低于300Mpa；第三种为双相不锈钢，屈服强度可达到700MPa左右；第四种是为沉硬化型不锈钢，有较高的强度，但耐蚀性能达不到要求。从提高强度确保耐蚀性的思路出发，调整钢中合金元素，特别是时效强化元素的含量，以期获得强度较高的耐海水腐蚀的新型不锈钢。[1]
现今海洋工程及造船工业中大量使用的钢结构材料大多是碳钢和低合金钢。对于碳钢和低合金钢来说，其在海洋环境中的腐蚀类型主要有不均匀全面腐蚀以及点蚀，而其腐蚀形貌可分为斑状、麻点状、蜂窝状、坑状、溃疡状腐蚀等[9]。
所谓不均匀全面腐蚀，就是碳钢和低合金钢在海洋环境中不能建立钝态，腐蚀是在整个金属暴露的表面上发生和发展。根据相关研究记载，其在海水中的腐蚀过程可分为3个阶段，分别是：
1) 表面的大气氧化膜局部破坏而产生锈点；
2) 出现锈点聚集区和不腐蚀区；
3) 钢表面被锈层全面覆盖并继续受到腐蚀。
对碳钢来说，第1阶段约为lh，第2阶段约为1天时间，大约经过20-30 天时间表面可被锈层全面覆盖。而由于冶炼过程所造成的组织结构和表面状态的不同，以及海生物污损、微观合金元素富集等原因都可能引起钢表面的腐蚀速率不均匀，从而在碳钢腐蚀的表面出现浅斑、点状坑或是溃疡状腐蚀坑等各异腐蚀形貌。
而所谓点蚀，就是由于钢表面的腐蚀速率不均匀，腐蚀后的表面
出现浅斑、点状坑或是溃疡状腐蚀坑，习惯上就把这种腐蚀或形貌称为钢的点蚀，又称孔蚀。点蚀的一般特征表现在，如果与海水接触的碳钢、低合金表面上，阳极、阴极的面积非常小，而这些微阳极和微阴极在表面上变幻不定地分布着，在这种情况下，钢遭受的是均匀全面腐蚀。然而，钢表面的组织结构或状态、海生物的污损等不同，都能使腐蚀的表面出现宏观的阳极区和阴极区，从而引起钢的腐蚀不均匀，即发生点蚀。例如，钢中的硫化物夹杂的电位比钢基体正，因此，钢的坑蚀首先发生在硫化物周围。而大型海生物（如牡蛎、藤壶等）的污损，会引起钢表面的氧浓度差异，从而产生氧浓差电池腐蚀。对碳钢、低合金钢在海水中的点蚀发展机制，只有初步的研究，认为它与易钝化金属的孔蚀相类似，形成一种闭塞电池，具有自催化效应这一机制符合腐蚀受氧扩散控制的情况。钢在海水中长期浸泡，由于生物和锈层的作用，点蚀发展的控制因素比较复杂。
[4]
[5]
[5]
1.2.1 耐海水腐蚀高纯度奥氏体不锈钢的现状
除铬、钼、氮以外，镍、硅、钒、稀土等元素也能提高奥氏体不锈钢的耐海水腐蚀性[22]。
国外常用的耐海水腐蚀奥氏体不锈钢有：AL-6x(20Cr-24Ni-6Mo)，254Smo (20Cr-18Ni-6.1Mo), VEWA963(17Cr-16Ni-6.3Mo) 22Cr-12Ni-6M, WSCD (17Cr-16Ni- 5.5Mo), 2RK65(20Cr-25Ni-4.5Mo), 904L(20Cr-25Ni-4.5Mo), Sallicro28(27Cr - 31Ni -3.5Mo-lCu), 20Cr-25Ni.6Mo-1.5Cu-N[23]等。
我国研制的钢号有：00Cr20Ni25Mo5N, 00Cr25Ni25Si2V2Nb, 0Crl7Nil7Mo7, OCrl8Nil8Si2Xt, 00Crl8Nil8Mo5N, 00Cr20Mo4.5Cu 等。
实践表明，耐海水腐蚀奥氏体不锈钢中，铬含量一般17-27%,钥含量一般为2-7%，镍含量一般12-25%，偶而加入2%硅2%钒[24】。耐海水腐蚀奥氏体不锈钢的os—般都小于300Mpa。
其它耐海水腐蚀不锈钢目前国内外常用的耐海水腐蚀不锈钢大致分为四种类型。第一种是为奥氏体型不锈钢，有较好的耐腐蚀性，但屈服强度均不大于300MPa;第二种为铁素体型不锈钢，但屈服强度均低于300Mpa;第三种为双相不锈钢，屈服强度可达到700MPa左右；第四种是为沉硬化型不锈钢，有较高的强度，但耐蚀性能达不到要求。从提高强度确保耐蚀性的思路出发，调整钢中合金元素，特别是时效强化元素的含量，以期获得强度较高的耐海水腐蚀的新型不锈钢。
1.2.2
1.2.2.1耐海水腐蚀铁素体不锈钢
高纯铁素体不锈钢中，分别增加或同时增加铬、钼含量，耐海水腐蚀性大幅度增加[25】。当铬达30%时，孔蚀电位急剧增加，这是因为铬增加钝化膜的稳定性。当钢中添加2%钼可使其在盐酸中的耐蚀性提高30倍，若添加3.5-5%Mo，则临界电流密度非常小，腐蚀率几乎为零。
国外常用的钢号有：18Cr-2 Mo, 21Cr-3 Mo, 26Cr-l Mo, 28Cr-2Mo, 29Cr-4Mo, 30Cr-lMo 等。我国研制成功钢号有000Crl8Mo2,
000Cr26Mol 及000Cr30Mo2, 000Crl7Mo等。铁素体不锈钢显微组织中a相和x相析出，可明显降低钢在热海水中的耐蚀性。微量的镍、铜、钴等元素容易使钢产生应力腐蚀裂纹。
第二代高纯铁素体不锈钢含少量镍及稳定碳化物形成元素钛、铌等，典型钢号有lCr28Ni4Mo2Nb 等。
1.2.2.2 耐海水腐蚀双相不锈钢
双相不锈钢是指铁素体为40-80%的铁素体-奥氏体型不锈钢，其化学成份一般含有18-28%铬及2-5%镇；根据不同用途添加银、铜、舆、氮、铌等合金元素[26’27]。国外常用的钢号有：Monit(25Cr-4Ni-4Mo+Ti+N ), SEA CuRE (26Cr-2Ni-3 Mo-Ti)，Superferrit(28Cr-3.5Ni-2.5Mo-N), 0X21H6M2T，0X20H6MII2T, 3RE60(00Crl8.5 Ni4.7Mo2.7),NSS-216 (Cr22Ni2Mn5Mo2N、DSD5 (Cr23Ni5.5Mo2.8N ), V AR-315SN (Crl8Ni9.5Si2.2Cu] ,5Mo0.5N / 00Cr25Ni6Mo4NbVN，7-MoPlus (S32950)，44LW (S31200),Ferralium 255(S32550),DP-3(S31260)等以及第二代双相不锈钢2205(00Cr 22Ni5Mo8N)等。
双相不锈钢在海水中具有良好的抗应力腐蚀性。因为：（1)铁素体与奥氏体两相组织具有较高的机械强度，难以引起粗大的滑移。（2)铁素体对奥氏体有电化学
保护作用。（3)铁素体组织难以引起穿晶腐蚀。此外，双相不绣钢还具有优良的耐孔蚀、耐缝隙腐蚀能力。
我国研制成功的钢号有：3RE60，lCr21Ni5Ti，00Cr25Ni6Mo3N，
00Cr25Ni6Mo- 3WCuN等，并且已推广使用。
1.2.2.3 沉淀硬化不锈钢
国外常用钢号有17-4PH，17-7PH, PH15-7Mo，PH14-8Mo，A-286 等，crs 高达800-15OOMPa,除A-286外，其它钢号强度(时效态)均可满足用户要求，但大部分钢耐蚀性差。上述某些钢号已列入我国国标，正在推广使用。
1.2.2.4马氏体时效不锈钢
国外已研制成功二十多个钢号，如IN-736，Custom450及455，NASMA-164, AFC77，Ultrafort401 及402,15-5PH, PH13-8 Mo, 16-6 PH 等，其ab= 1000?1800MPa。由于铬含量较低(一般10?15% ),钼含量不高（一般2?4%)，又是马氏体基体，所以耐海水腐蚀性一般较AISI316差。我国已研制成功OOCrlONilO，Mo2Ti, 00Crl2Ni8Cu2NbAl, 00Crl2Ni8 Mo2NbTiA 1 以及00Crl2Col2Ni4, Mo4Ti 等钢号，%达1000?1600MPa。
不论国外或国内研制的马氏体时效不锈钢，其固溶态的^均达不到882MPa 用户要求指标。过时效或欠时效处理能否使马氏体时效钢达到用户要求指标已进行过探讨，并得到有实际意义的结论[28】：（1)随着固溶温度（780?1100°C)升高，00Crl5.5Ni6Mo2.5CuAl钢的耐点蚀性提高，但巧稍有降低（2)与固溶态比较，该钢时效后的耐点蚀性能有不同程度下降，在450°C时效具有较好的耐点蚀性能与力学性能配合。
[1] 李家骧, 宋为顺, 罗永赞. 高强耐海水腐蚀不锈钢的研究
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[2] 罗永赞. 高强耐海水腐蚀不锈钢研制技术进展[J]. 材料开发与应用, 1998, (01): 3-8.
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[5] 牛琳霞. 我国不锈钢生产和技术发展方向[J]. 钢铁研究, 2007, (06): 45-49.
不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高，其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 1、在各种环境中的耐腐蚀性能 ①大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境1Cr13、1 Cr 17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显著的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。 工业环境在没有氯化物污染的工业环境中，1Cr17和奥氏体型不锈钢能长期工作，基本上保持无锈蚀，可能在表面形成污膜，但当将污膜清除后，还保持着原有的光亮外观。在有氯化物的工业环境中，将造成不锈钢锈蚀。 海洋环境1Cr13和1 Cr 17不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜，但不会造成明显的尺寸上的改变。奥氏体型不锈钢如1 Cr 17Ni7、1 Cr 18Ni9和0 Cr 18Ni9，当暴露于海洋环境时，可能出现一些锈蚀。锈蚀通常是浅薄的，可以很容易地清除。0 Cr 17 Ni 12M 02含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的。 除了大气条件外，还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素，即表面状态和制作工艺。 精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能。无光表面（毛面）对腐蚀非常敏感，即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小。表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除。从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易，但从无光的表面上清除则很困难。对于无光表面，如果要保持原有的表面状态则需要更经常的清理。
_各种不锈钢的耐腐蚀 性能
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308不锈钢用于制作焊条。
309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理 金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。 由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。
各种不锈钢的耐腐蚀性能？ 答：304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。
309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S 乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N 以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈348 及347、321．钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢与不锈铁的区别 不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈
常用合金纯金属的耐腐蚀性能 注：为了改善纯金属的机械性能，在冶炼过程中，根据需要加入微量的其它金属。
接触介质部分材质的耐腐蚀性能参考 分类介质名 称 浓度 (%) 温 度 碳 钢 316 钢 哈 氏 C 蒙 耐 尔 钽镍钛 分 类 介质名称 浓度 (%) 温 度 碳 钢 316 钢 哈 氏 C 蒙 耐 尔 钽镍钛 无机盐盐酸 5 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ●○○ 有 机 盐 氢氟酸 5 48 RT RT ○ ○ ○ ○ ○ ○ ●○ ○10 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ●○○ 醋酸100 RT BP ○ ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●20 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ● ○ ○○ 甲酸50 RT BP ○ ○ ○ ○ ● ● ● ●35 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ○ 草酸10 RT BP ○ ○○ ●●○ ○ ○ ○硫酸 5 RT BP ● ○ ●●● ● ○ ○ ○ ○ 柠檬酸50 RT BP ○ ○ ● ● ● ● ● ● ●10 RT BP ○ ○ ● ○ ●● ● ○ ○ ○ ○ 碱 苛性钠 20 RT BP ●● ● ●●● ● ●60 RT BP ○○● ○ ●● ● ○ ○ ○ ○ 40 RT BP ●● ● ●○ ○ ● ●80 RT BP○ ○ ○ ● ○ ○●○ ○ ○ ○ 苛性钾50BP●●●●○95 RT BP○ ● ○ ● ○ ○● ○ ○ ○ ○ ○ 盐 氯化铁30 RT BP ○○ ○○ ○ ○ ● ● ○● ●硝酸 10 RT BP ○● ● ○ ○ ● ● ○ ○ ● ● 氯化钠 20° 饱和 RT BP ● ○ ●● ● ● ● ● ●30 RT BP ○● ●○ ○ ○ ● ● ○ ○ ● ○ 氯化铵25 RT BP ○● ● ●● ●68 RT BP ○●● ○ ● ● ○ ○ ● ● 氯化钙25 RT BP● ● ● ● ● ●● ●发烟RT●○○氯化镁42 RT BP ● ● ● ● ● ● ● ●磷酸 30 RT BP ○ ○ ●● ● ○ ○ ● ● ○ ○硫 化 物 硫酸铵 20° 饱和 RT BP ●●●● ● ●●50 RT BP ○ ○ ●● ● ○ ○ ● ● ○ ○ 硫化钠10 RT BP ● ● ● ● ● ● ● ●70RT ○●●○●○硫酸钠50RT ●●
耐海水腐蚀不锈钢国内发展现状 摘要 1.前沿 占地球表面积约71%的海洋中蕴藏着丰富的资源，开发海洋、利用海洋，让海洋成为我们巨大财富的源泉，这已成为人们多年来努力的方向之一。我国幅员辽阔，大陆海岸线长达1.8万公里，开发沿海经济对我国国民经济具有重大战略意义。随着人类对海洋需求的日益增长，对海洋工程技术的研究越来越重视，近年来海洋运输、海洋军事、海底资源探测与开发等各项技术得以迅速发展。鉴于陆地资源日益枯竭，海洋将成为矿产、能源和食品资源的主要供应基地。为此，海洋开发被列为21世纪的重点目标[1, 2]，而耐海水腐蚀材料的开发和应用研究又是海洋开发的基础和前提。海水中含有大约3.5%的含盐量，因此海水具有腐蚀性。此外，海洋中的某些生物污染也加速了海水的腐蚀。 在海洋资源的开发和利用过程中，钢材扮演着不可或缺的角色，如潮流发电、海水发电、海水温差发电设备及海滨大型跨海桥梁，与海洋开发相关的海底容器，用于资源开发的各种大型海洋构件以及造船用钢等领域中均离不开钢[3]。由于海洋的特定环境，对海洋工程材料有很多特殊要求，最主要的是耐海水腐蚀问题，因为许多水下设备往往由于腐蚀而报废，其次是深海下密封壳体结构的强度问题，这对于长期进行水下作业的设备尤为重要。 目前国内外常用的耐海水腐蚀不锈钢大致分为四种类型。第一种
是为奥氏体型不锈钢，有较好的耐腐蚀性，但屈服强度均不大于300MPa；第二种为铁素体型不锈钢，但屈服强度均低于300Mpa；第三种为双相不锈钢，屈服强度可达到700MPa左右；第四种是为沉硬化型不锈钢，有较高的强度，但耐蚀性能达不到要求。从提高强度确保耐蚀性的思路出发，调整钢中合金元素，特别是时效强化元素的含量，以期获得强度较高的耐海水腐蚀的新型不锈钢。[1] 现今海洋工程及造船工业中大量使用的钢结构材料大多是碳钢和低合金钢。对于碳钢和低合金钢来说，其在海洋环境中的腐蚀类型主要有不均匀全面腐蚀以及点蚀，而其腐蚀形貌可分为斑状、麻点状、蜂窝状、坑状、溃疡状腐蚀等[9]。 所谓不均匀全面腐蚀，就是碳钢和低合金钢在海洋环境中不能建立钝态，腐蚀是在整个金属暴露的表面上发生和发展。根据相关研究记载，其在海水中的腐蚀过程可分为3个阶段，分别是： 1) 表面的大气氧化膜局部破坏而产生锈点； 2) 出现锈点聚集区和不腐蚀区； 3) 钢表面被锈层全面覆盖并继续受到腐蚀。 对碳钢来说，第1阶段约为lh，第2阶段约为1天时间，大约经过20-30 天时间表面可被锈层全面覆盖。而由于冶炼过程所造成的组织结构和表面状态的不同，以及海生物污损、微观合金元素富集等原因都可能引起钢表面的腐蚀速率不均匀，从而在碳钢腐蚀的表面出现浅斑、点状坑或是溃疡状腐蚀坑等各异腐蚀形貌。 而所谓点蚀，就是由于钢表面的腐蚀速率不均匀，腐蚀后的表面
各种不锈钢的耐腐蚀性能 在工业控制中经常用到不锈钢管件作为仪器仪表附材，来构成完整的工业控制系统。有必要对各种不锈钢的耐腐蚀性能作一个全面的了解，总结如下： 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 3Cr13是马氏体不锈钢,用于食品机械及医疗器械等;42CrMo是合金钢,它比45#钢优异,用于条件苛刻的轴类及结构件等。 比较3Cr13钢与40钢、45钢等碳素结构钢的机械性能可知，3Cr13钢的强度比40钢和45钢高，它是一种强度高、塑性好的中碳马氏体不锈钢。马氏体不锈钢在热处理后的不同硬度，对车削加工的影响很大。表1是用YW2材料的车刀对热处理后不同硬度的3Cr13钢的车削情况。可见，退火状0.10.10.1态的马氏体不锈钢虽然硬度低，但车削性能差，这是因为材料塑性和韧性大，组织不均匀，粘附，熔着性强，切削过程易产生刀瘤，不易获得较好的表面质量。而调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料，车削加工性较好，易达到较好的表面质量。用硬度在HRC30以上的材料加工出的零件，表面质量虽然较好，但刀具易磨损。所以，在条件允许的情况下，可以在材料进厂后，先进行调质处理，硬度达到 HRC25～HRC30,然后再进行切削加工。
在各种环境中不锈钢的耐腐蚀性能 1.大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境1Cr13、1Cr17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显著的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。 工业环境在没有氯化物污染的工业环境中，1Cr17和奥氏体型不锈钢能长期工作，基本上保持无锈蚀，可能在表面形成污膜，但当将污膜清除后，还保持着原有的光亮外观。在有氯化物的工业环境中，将造成不锈钢锈蚀。 海洋环境1Cr13和1Cr17不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜，但不会造成明显的尺寸上的改变，奥氏体型不锈钢如1Cr17Ni7、1Cr18Ni9和0Cr18Ni9，当暴露于海洋环境时，可能出现一些锈蚀。锈蚀通常是浅薄的，可以很容易地清除。0Cr17Ni12M02含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的。 除了大气条件外，还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素。即表面状态和制作工艺。精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能。无光表面（毛面）对腐蚀非常敏感。即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小。表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除。从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易，但从无光的表面上清除则很困难。对于无光表面，如果要保持原有的表面状态则需要经常的清理。 2.淡水 淡水可定义为不分酸性、盐性或微咸，来源于江河、湖泊、池塘或井中的水。 淡水的腐蚀性受水的pH值、氧含量和成垢倾向性的影响。结垢（硬）水。其腐蚀性主要由在金属表面形成垢的数量和类型来决定。这种垢的形成是存在其中的矿物质和温度的作用。非结垢（软）水，这种水一般比硬水的腐蚀性强。可以通过提高pH值或减少含氧量来降低其腐蚀性。 1Cr13不锈钢明显地比碳素钢耐淡水腐蚀，而且在淡水中使用有极好的特征。这种钢广泛用于例如需要高强度和耐腐蚀的船坞和水坝等用途。然而，应当考虑到在某些情况下。1Cr13在淡水中可能对中度点蚀敏感.但是点蚀完全可以用阴极防蚀方法来避免。1Cr17和奥氏体型不锈钢在室温（环境温度）几乎完全可以耐淡水腐蚀。 3.酸性水 酸性水是指从矿石和煤浸析出的被污染的自然水，由于是较强的酸性所以其腐蚀性比自然淡水强得多。，由于水对矿石和煤中所含硫化物的浸析作用，酸性水中通常含有大量的游离硫酸，此外，这种水含有大量的硫酸铁，对碳钢的腐蚀有非常大的作用。 受酸性水作用的碳钢设备通常很快被腐蚀。用受酸性河水作用的各种材料所做试验的结果表明，在这种环境下奥氏体型不锈钢有较高的耐腐蚀性能。 奥氏体型不锈钢在淡水和酸性河水中有极好的耐腐蚀性能，特别是其腐蚀膜对热传导的阻碍较小，所以在热交换用途中广泛使用不锈钢管。 4.盐性水 盐性水的腐蚀特点是经常以点蚀的形式出现。对于不锈钢，在很大程度上是由于盐性水导致起耐腐蚀作用的钝化膜局部破坏。这些钢发生点蚀的其他原因是附着于不锈钢设备上的茗荷介和其他海水有机物可形成报送的浓差电池。一旦形成，这些电池非常活跃，并且造成大量腐蚀和点蚀。在盐性水高速流动的情况下，例如泵的叶轮，奥氏体型不锈钢的腐蚀通常是非常小
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 镍与不锈钢基础知识—镍在不锈钢中的作用 镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性，最著名的是下面的公式： 奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu% 从这个等式可以看出：碳是一种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍，但是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。 从镍等式中可以看出，添加锰对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮正是一种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中，正是用足够的锰和氮来代替镍形成100%的奥氏体结构，镍的含量越低，所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中，只含有4.5%的镍，同时含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，所以同样可以形成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理。在有些不符合标准的200系列不锈钢中，由于不能加入足够数量的锰和氮，为了形成100%的奥氏体结构，人为的减少了铬的加入量，这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。 在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。 400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。
不锈钢的耐腐蚀性能 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。 在铬的添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显着增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种氧化物"钝化膜"，继续起保护作用。 因此，所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5％以上。 普通碳钢与大气中氧，在金属表面形成过氧化膜，然后继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，形成“千层糕”式的腐蚀物，直至烂穿。不锈钢的不锈性与钢中铬含量有光。钢中铬含量达到12%时，与大气接触，在不锈钢表面产生一层钝化膜（Cr2O3），它是致密的富铬氧化物，有效地保护着不锈钢表面，特别是能防止进一步再氧化。这
种氧化膜极薄（只有几个微米），头各国它可以看到钢表面的自然光泽，使不惜刚既有独特的表面。若表面钝化膜一旦被破坏，钢中的铬与大气中的氧心生成钝化膜，继续起保护作用。 不锈钢遇到特殊环境，也会出现某些局部腐蚀，如孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等。为了克服这些腐蚀，在钢中分别加入了钼、氮、钛或铌等元素，并研制出了低碳、超低碳、双相不锈钢等新品种，提高不锈钢的耐腐性。 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高。其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的至密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 （一）在各种环境中的耐腐蚀性能 1.大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境 1Cr13、1Cr17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显着的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。
不锈钢的耐腐蚀性 1、污水中的氯离子浓度 ●V2A/304L 最大值：200mg/l ●V2A/304L，当停留时间大约5h（因为在污水中有可能产生硫化物）最大值：150mg/l ●V4A/316L，316Ti 最大值：400mg/l 2、污水中的pH值 ●V2A/304和V4A/316 最低值：6.5 3、饮用水中的氯离子浓度 ●V2A/301，304L 最大值：100mg/l ●V4A/316L，316Ti 最大值：250mg/l ●pH值最低值：7 4、饮用水中的铁离子浓度最大值2mg/l 铁离子具有腐蚀性，尤其是和氯离子混合 5、污水沟渠内的硫化氢浓度最大值：6 mg/l 在电控柜内最大值：2 mg/l 6、污水中的停留时间最大值：5小时 污水会可能产生腐烂、腐蚀性、有毒气体，并有可能产生高浓度的硫酸盐。 氯离子浓度高于100 mg/l的废水中会产生或释放硫化氢，喷嘴应该配置以对顶部空间冲洗。 7、使用水泵提升 ●停留时间取决于水量和水泵间歇时间。要注意泵池内的停留时间。 ●使用通风设备每小时10次更换空气，（注意预防臭气，可采用生物过滤除臭） ●封闭容器或沟渠需要增加喷嘴进行顶部空间冲洗。 8、高温下安装（大于40摄氏度，或大约104华氏度） 可能对设备产生的影响： ●过度热膨胀引起问题 ●干物质结盖引起机械故障（例如：栅渣或砂粒） ●增加腐蚀风险（例如，在70°C氯离子的允许浓度是20°C允许浓度的50%） 补救措施
●在室内安装设备/电控柜，防止直接暴露在阳光下 ●安装空调/风冷设备 ●使用受极端温度或温度变化影响较小的产品或零部件 ●对设备/控制柜进行隔热处理 9、海边安装 空气中的高浓度氯离子可引起不锈钢腐蚀。 ●使用V4A/316Ti，316L制造的设备 ●使用V4A/316Ti，316L制造的盖罩 ●使用可以抵抗氯离子材料制造的盖罩
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性)的设备和机件。 301不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302不锈钢实质上就是含碳量更高的３０4不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 30２Ｂ是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢,用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。30３Ｓe不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 3０4Ｌ是碳含量较低的304不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 ３04Ｎ是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。 30５和38４不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 30８不锈钢用于制作焊条。 3０9、３10、３14及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和３10Ｓ乃是309和３10不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。33０不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性. 316和317型不锈钢含有铝,因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于3０4不锈钢。其中，３１6型不锈钢由变种包括低碳不锈钢3１6Ｌ、含氮的高强度不锈钢3１６N以及合硫量较高的易切削不锈钢3１６F。 321、３47及34８是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢,适宜作高温下使用的焊接构件。34８是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理
301 17Cr-7Ni-低碳 与304钢相比，Cr、Ni含量少，冷加工时抗拉强度和硬度增高，无磁性，但冷加工后有磁性。列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网 301L 17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301钢基础上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蚀性；通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足，保证钢的强度。铁道车辆构架及外部装饰材料 304 18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件 304L 18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196℃~800℃。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件 304Cu 13Cr-7.7Ni-2Cu 因添加Cu其成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。 304N1 18Cr-8Ni-N 在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。构件、路灯、贮水罐、水管 304N2 18Cr-8Ni-N 与304相比，添加了N、Nb，为结构件用的高强度钢。构件、路灯、贮水罐 316 18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 316L 18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。 316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。 316L不锈钢不耐盐酸，因为盐酸中的氯离子会和316中的镍发生化学反应，反应变化慢，但是时间长了还是有问题的。如果是用在化工方便，不防考虑内衬塑料一类的材料
所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。 不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。 在铬的添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显著增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种氧化物"钝化膜"，继续起保护作用。 因此，所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5％以上。 普通碳钢与大气中氧，在金属表面形成过氧化膜，然后继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，形成“千层糕”式的腐蚀物，直至烂穿。不锈钢的不锈性与钢中铬含量有光。钢中铬含量达到12%时，与大气接触，在不锈钢表面产生一层钝化膜（Cr2O3），它是致密的富铬氧化物，有效
地保护着不锈钢表面，特别是能防止进一步再氧化。这种氧化膜极薄（只有几个微米），头各国它可以看到钢表面的自然光泽，使不惜刚既有独特的表面。若表面钝化膜一旦被破坏，钢中的铬与大气中的氧心生成钝化膜，继续起保护作用。 不锈钢遇到特殊环境，也会出现某些局部腐蚀，如孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等。为了克服这些腐蚀，在钢中分别加入了钼、氮、钛或铌等元素，并研制出了低碳、超低碳、双相不锈钢等新品种，提高不锈钢的耐腐性。 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高。其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的至密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 （一）在各种环境中的耐腐蚀性能 1.大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境 1Cr13、1Cr17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显著的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。
不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理 金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。 由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。 钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。某些元素（如氯）可以击穿钝化膜，造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀，故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，其应处于钝化状态（必要条件），钝化后腐蚀电流密度要低（腐蚀速度），钝化状态的电位范围要宽（相对稳定性）。 对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。 不锈钢耐腐蚀性机理：在不锈钢表面形成明显的Cr2O3薄膜，O和Cr的含量有最低要求（10.5%）以获得连续的保护性薄膜，以抑制侵蚀的发生。若保护性薄膜被损坏，它可以自然恢复。氧化膜的抗腐蚀性能取决于Mo、Ni、Cr、及N的含量。提高Cr含量可以提高不锈钢的抗侵蚀性和当Cr2O3薄膜被损坏时增强了其自修复能力。Cr2O3薄膜对基体结构（铁素体或奥氏体）没有任何影响。 蚀斑：在较高温度范围内处于氯化物、氟化物或氧化性溶液中，最初产生在夹杂物、表面损伤等保护膜不连续表面，而后将产生穿孔或形成新的保护膜（除去腐蚀物质和冲洗过的部分）。主要产生于海边环境、盐水、海水或高氧化性溶液环境。为此，需除去或减少氯、氟含量，加强冲洗维护，提高铬、钼含量。
不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高，其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的Wc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐蚀性。因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu 等元素。 （1）在各种环境中的耐腐蚀性能 ①大气腐蚀不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 ②淡水淡水可定义为不分酸性、盐性或微咸，来源于江河、湖泊、池塘或井中的水。淡水的腐蚀性受水的pH值、氧含量和成垢倾向性的影响。结垢（硬）水，其腐蚀性主要由在金属表面形成垢的数量和类型来决定。 ③酸性水酸性水是指从矿石和煤浸析出的被污染的自然水，由于是较强的酸性所以其腐蚀性比自然淡水强得多。由于水对矿石和煤中所含硫化物的浸析作用，酸性水中通常含有大量的游离硫酸。 ④盐性水盐性水的腐蚀特点是经常以点蚀的形式出现。对于不锈钢，在很大程度上是由于盐性水导致起耐腐蚀作用的钝化膜局部破坏。这些钢发生点蚀的其他原因是附着于不锈钢设备上的茗荷介和其他海水有机物可形成氧的浓差电池。一旦形成，这些电池非常活跃，并且造成大量腐蚀和点蚀。在盐性水高速流动的情况下，例如泵的叶轮，奥氏体型不锈钢的腐蚀通常是非常小的。 ⑤土壤埋入土壤中的金属，取决于天气和其他因素，处在随时都在变化的复
型号 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 型号 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。 型号 304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 型号 309—较之304有更好的耐温性。 型号 316—继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。[1] 型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 400 系列—铁素体和马氏体不锈钢 型号 408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。 型号 409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。 型号 410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。 型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。 型号 420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。 型号 430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。 型号 440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。500 系列—耐热铬合金钢。 600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。 型号 630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。 各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。
不锈钢的耐腐蚀性及其种类 1.腐蚀的种类和定义: 在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看，除[wiki]机械[/wiki]失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性[wiki]环境[/wiki]中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。 晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。 缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。 2.各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的[wiki]设备[/wiki]和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度