苦心搜集的抑制不锈钢晶粒和氧化的资料

不锈钢晶间腐蚀控制措施1 问题的提出技术统一规定中通常包括“奥氏体不锈钢制容器用于可能引起晶间腐蚀的环境, 焊后应做固溶或稳定化处理”, 提出这样的要求, 自有其存在的合理性。

但即使设计人员在图样的技术要求中提出这一条, 要求制造厂进行不锈钢制容器(比如换热器) 的焊后热处理, 由于实际热处理工艺参数难以控制和其他一些意想不到的困难, 通常难以达到设计人员提出的理想要求, 实际上在役的不锈钢设备绝大部分是在焊后态使用。

这就促使我们去思考:晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀形式, 那么产生晶间腐蚀的机理是什么? 在什么介质环境下会引起晶间腐蚀?防止和控制晶间腐蚀的主要方法有哪些?奥氏体不锈钢制容器用于可能引起晶间腐蚀的环境焊后是否都要热处理?本文查阅有关的标准、规范,专著,结合生产实际谈谈个人看法。

2 晶间腐蚀的产生机理晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀, 腐蚀沿着金属或合金晶粒边界或它的临近区域发展, 而晶粒腐蚀很轻微,这种腐蚀便称为晶间腐蚀,这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱。

严重的晶间腐蚀,可使金属失去强度和延展性,在正常载荷下碎裂。

现代晶间腐蚀理论, 主要有贫铬理论和晶界杂质选择溶解理论。

2. 1 贫铬理论常用的奥氏体不锈钢, 在氧化性或弱氧化性介质中之所以产生晶间腐蚀, 多半是由于加工或使用时受热不当引起的。

所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却通过450～850 ℃温度区, 钢就会对晶间腐蚀产生敏感性。

所以这个温度是奥氏体不锈钢使用的危险温度。

不锈钢材料在出厂时已经固溶处理,所谓固溶处理就是把钢加热至1050～1150 ℃后进行淬火, 目的是获得均相固溶体。

奥氏体钢中含有少量碳, 碳在奥氏体中的固溶度是随温度下降而减小的。

如0Cr18Ni9Ti , 在1100 ℃时, 碳的固溶度约为0. 2 % , 在500～700 ℃时, 约为0.02 %。

所以经固溶处理的钢,碳是过饱和的。

当钢无论是加热或冷却通过450～850 ℃时,碳便可形成( Fe 、Cr) 23C6 从奥氏体中析出而分布在晶界上。

不锈钢耐腐蚀知识点不锈钢的耐腐蚀原因：不锈钢的重要因素在于其保护性氧化膜是自愈性的，合金必须含有足够量的铬以形成基本上有Cr2O3组成的表皮，以便当薄膜弄破时有足够数目的铬(Cr3+)阳离子重新形成薄膜。

氯离子对不锈钢钝化膜的破坏：处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动平衡状态。

当介质中含有活性阴离子时，平衡便受到破坏，溶解占优势。

其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氧化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多在20—30um）这些小蚀坑称为孔蚀核。

影响点腐蚀的因素：金属和合金的性质、表面状态、介质的性质、PH值、温度、流速和时间等。

不锈钢在焊接等过程中加热到一定温度之后而产生碳化铬在晶界上的沉积，因此，紧靠近碳化铬的区域就消耗掉铬，从而相对于晶内的铬更为活泼。

如果存在水溶液条件，就形成了以裸露的铬为阳极，以不锈钢为阴极的原电池，大的阴极面积产生了阳极控制，因而腐蚀作用很严重，采用低碳的奥氏不锈钢可以减轻这个问题。

焊后表面不平整度增加这些都是为孔蚀核的形成提供了条件。

虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论，但大致可分为2种观点，成相膜理论的观点认为，由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙，到达金属表面，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。

吸附理论的观点认为氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力他们优先金属吸附，并从金属表面把氧排掉，因为氧决定着金属的钝化状态，氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点，甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物，氯化物于金属表面的吸附并不稳定，形成了可溶性物质，这样导致了腐蚀的加速。

在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量，可获得性能良好的钢种。

不锈钢防锈原理
不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金材料，其主要成分为铁、铬、镍
等元素。

不锈钢的防锈原理主要是通过其表面形成一层致密的氧化物
保护膜来防止钢材被氧化腐蚀。

不锈钢中含有至少10.5%以上的铬元素，这种元素与空气中的氧气反应，可以在不锈钢表面形成一层致密的氧化铬保护膜。

这种保护膜可
以有效地防止空气、水和其他酸性或碱性溶液对不锈钢的侵蚀和损伤。

此外，不锈钢中还含有一定量的镍元素。

镍可以提高不锈钢的耐腐蚀
性能，并且使得不锈钢更加坚固和耐用。

此外，还有其他元素如钼、
铜等也会对不锈钢的防锈性能产生影响。

除了合金成分以外，不锈钢还需要进行表面处理才能发挥其最佳防锈
效果。

常见的表面处理方式包括机械抛光、化学处理和电解处理等。

这些处理方式可以去除表面的氧化物和污垢，使得不锈钢表面更加光滑、平整和美观，并且能够更好地形成保护膜，提高不锈钢的耐腐蚀
性能。

总之，不锈钢的防锈原理主要是通过其表面形成一层致密的氧化铬保
护膜来防止钢材被氧化腐蚀。

此外，不锈钢的合金成分、表面处理等
因素也会对其防锈性能产生影响。

因此，在选择和使用不锈钢材料时，需要根据具体情况进行综合考虑，并且注意对其进行适当的维护和保养，以延长其使用寿命。

敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450℃～850℃（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。

这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。

奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。

该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。

（2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。

不同的不锈钢固溶化的温度烧有不同, 304,316等奥氏体不锈钢一般是1050℃,奥氏体-铁素体双相不锈钢要高一点,可到1150℃.固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。

这种热处理方法为固溶热处理。

固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬（形成马氏体）。

后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。

我是搞火电的，回答可能不太全面，谁知道的可以继续补充。

在电厂中，奥氏体不锈钢管进行冷弯加工，容易产生形变诱发马氏体相变（很拗口，其实就是产生了马氏体），容易引起耐蚀性的下降。

ASME标准规定，当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理（3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物。

这是因为Ti（或Nb）能优先与碳结合，形成TiC（或NbC），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti（或Nb）保护Cr的目的。

不锈钢腐蚀机理、发生原因和维护处理方法不锈钢材料具有抵抗大气氧化的能力---即不锈性，同时也具有在含酸、碱、盐的介质中耐腐蚀的能力---即耐蚀性。

虽然不锈钢耐腐蚀性良好，但不是不生锈，如果长期裸露在腐蚀环境中，最终还是会被腐蚀。

因此了解不锈钢的腐蚀机理、发生原因和维护处理方法就尤为重要。

一、腐蚀机理Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。

当钢材中的Cr 含量超过10.5%时，钢在大气中基本不会生锈。

这是因为Cr 和Ni 使不锈钢和空气中的氧生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢材料在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高，而S30408、S31603的材料的Cr 含量在16%以上，耐蚀性能也相应的得到了提高。

当管材处于杂散电流或酸碱盐腐蚀环境中时，材料本身自钝化的速度低于被腐蚀的速度时，随着时间的作用，便出现材料被破坏的现象。

下图为材料在腐蚀环境中的被破坏示意图。

二. 不锈钢腐蚀的类型、发生原因和处理方法2.1 表面腐蚀：2.1.1 主要特点：不锈钢裸露表面发生大面积的较为均匀的腐蚀，虽降低产品受力有效面积及其使用寿命，但比局部腐蚀的危害性小。

2.1.2 常见发生原因：(1) 不锈钢表面有其他金属元素（如铁质材料）的粉尘或颗粒附着，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水，将二者连成一个微电池，引发电化学腐蚀；(2) 不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质（如装修墙壁的碱水、石灰水、其它装修材料、有机物汁液或使用有害介质的薄膜和材料包裹），长时间形成金属表面的腐蚀；(3) 在有污染的空气中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮、盐类物质的大气），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液点等，引起化学腐蚀；(4) 割渣、飞溅等易生锈物质的附着或击伤表面钝化层造成的腐蚀；2.1.3 建议处理方案表面腐蚀：切割火花击伤表面腐蚀：石灰水侵蚀(1) 保持不锈钢表面的洁净，如发现有污染物质和颜色暗淡现象发生，应及时进行清理；(2) 对出现轻度腐蚀的部位，先清除污锈，使用钝化膏溶液或喷雾涂抹，10秒后再用清水进行清洗，使不锈钢表面重新形成钝化膜。

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素体，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。

不锈钢材料组织控制技术1前言材料的开发是通过控制成分、加工热处理来控制结晶构造和组织完成的。

不锈钢具有优良的耐蚀性，其性能是由合金的组成决定的。

但是，为了充分发挥合金本来具有的特性。

其前提必须是材料组织的最佳化。

另外，不锈钢也是力学性能优良的材料，与其他钢铁材料一样，要求对材料组织进行最佳控制以得到强度、加工性、韧性等所需的特性。

本文在应用不锈钢优良特性的同时，以典型的钢种概述了其重要的组织控制，并且也介绍了最近开发的新钢种材料设计方法。

2不锈钢按材料组织的分类不锈钢的特性与材料组织有着密切关系，因此，根据组织进行分类。

以SUS304为代表的奥氏体系不锈钢，由SUS430和高纯度铁素体系组成的铁素体系不锈钢及以SUS42OJ1为代表的淬火硬化能高的马氏体系不锈钢。

此外，还有少量特殊的双相不锈钢和析出硬化型不锈钢。

从主要构成元索的角度，把奥氏体系不锈钢、双相不锈钢、析出硬化型不锈钢称作Ni—Cr系或Ni系不锈钢，把铁索体系不锈钢、马氏体系不锈钢称作Cr系不锈钢。

SUS430(17Or)是铁素体系不锈钢的常用钢种，通常使用经退火得到的铁素体+碳化物的组织。

高纯度铁素体系不锈钢是铁素体单相组织钢种的总称，它是通过减少铁素体系不锈钢中的C、N，然后加入易形成碳氮化合物的Ti、Nb稳定化元素，以减少固溶C、N的钢种。

双相不锈钢用固溶处理。

使奥氏体和铁素体大致以1：1的比例存在。

除有22%～25%Cr 外，因含Mo、N，故具有优良的耐蚀性。

此外，由于有铁素体的存在。

故具有比奥氏体系不锈钢更为优良的耐应力腐蚀性。

析出硬化系不锈钢大多采用热处理和加工诱起相变，使基体组织为马氏体，然后使Cr和Ni—A1金属间化合物在马氏体中析出。

而达到高强度化。

3不锈钢组织、材质的控制和新钢种开发3.1奥氏体系不锈钢(SUS304、SUS301、SUS304J1)SUS304具有优良的耐蚀性、耐热性和加工性等均衡的优异特性，与SUS3o4对应的Fe—Cr—8%Ni合金的平衡状态。