金属材料的耐腐蚀性能表
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耐腐蚀性能的评价据《金属防腐蚀手册》(中国腐蚀与防护学会)对金属材料耐腐蚀性规定见表1-1-5(4)晶间腐蚀:在特定介质中,局部地沿着结晶粒子边界向深度方向腐蚀的形式称晶间腐蚀。
这种腐蚀,外面看不出腐蚀迹象,严重的晶间腐蚀可以穿过整个机体厚度。
产生晶间腐蚀的原因是当奥氏体不锈钢在500~700℃时,由于沿晶粒边界析出碳化铬Cr23C6功FeCr化合物——称0相,使晶界周围贫铬(阴极)——贫铬区(阳级)电池,使晶界贫铬区产生腐蚀。
由上述可看出产生晶间腐蚀是有条件的。
晶间腐蚀其内因是必须有碳化铬或0相沿晶界析出使晶界贫格,其外因是必须有腐蚀贫铬区的介质。
水和一些中性溶液并不腐蚀贫铬区,所以即使存在贫铬区也不会产生晶间腐蚀。
如果晶界不贫铬,即使有产生晶间腐蚀的介质也不会产生晶间腐蚀。
所以产生晶间腐蚀的内因、外因缺一不可。
产生贫铬的原因;一是钢水化学成分不合格,如碳高、铬低或含钛、铌的不锈钢中碳钛比或碳铌比够。
二是热处理工艺不正确或焊接或加工时加热至碳化物析出温度,而在900℃到400℃冷却速度不够快而析出碳化物造成贫铬。
2.1.1.2控制晶间腐蚀的方法。
晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀,其危害程度极大,在使用时必须给予控制。
控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀有三种方法;(1)执行正确的热处理工艺,将钢加热至1100℃水淬(急冷)使碳化物向固溶体中溶解。
但是,不同牌号的奥氏体不锈钢其淬火加热温度不完全都是1100℃,执行中要按标准规定。
(2)加入固定碳的元素钛或铌。
钛(Ti)铌(Nb)这两种元素同碳的亲和力大于Cr同碳的亲和力,在高温下生成Tic或Nbc,从而减少了Cr的碳化物析出量。
(3)采用含碳量≤0.03%的超低碳不锈钢2.1.1.3晶间腐蚀检验晶间腐蚀检验的前提是试样的化学万分合格并经固溶处理。
晶间腐蚀检验用的试片是80X18X3(长X宽X高),上下两平面磨至Ra0.8的溥片,并分为敏化状态试片和交货试片两种。
金属材料耐腐蚀性能一览表
说明:1、本表中所列浓度及温度是指该介质耐该种腐蚀可承受的最高浓度及最高温度;本资料摘自《化工机械基础》下册P21页
2、任→指任意浓度,沸→指沸点温度,饱→指饱和浓度,稀→指稀溶液;
3、()→指尚耐腐蚀,腐蚀速度为0.1—1mm/年,无括号指耐腐蚀,腐蚀速度小于0.1mm/年;
4、×表示不宜采用,空白表示暂无相关资料。
本表摘自《HG20515-92仪表隔离和吹洗设计规定》,所列非液态介质及个别介质的电导率不适用于电磁流量计。
本表摘自《仪表常用数据手册》(ISBN7-5025-2150-X/TP·103),所列非液态介质及个别介质的电导率不适用于电磁流量计。
注:A-良好;AB-适宜,腐蚀速率小于0.8mm/a;B-尚可,腐蚀速率小于1.6mm/a;C-不耐腐蚀
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀性能表
注:1、符号说明:“√”优良,“0”为可用,有轻微腐蚀,“×”为不适用。
表中温度为试验温度,不是指实际使用温度。
4. 双相不锈钢(DSS)代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值见下表双相不锈钢(DSS)代表牌号的主要化学成分和孔蚀抗力当量值5.双相钢(00CrNi5Mo3N)在海水中的耐蚀特性及阴极保护的必要性1)腐蚀特性分析双相钢(00CrNi5Mo3N)在40度以上浓海水中,金属的五种腐蚀类型均有可能发生,包括全面腐蚀、应力腐蚀、晶间腐、蚀点腐蚀以及缝隙腐蚀。
以下按腐蚀类型,说明双相钢(00CrNi5Mo3N)在40度以上浓海水中环境下的耐蚀能力。
(说明:00CrNi5Mo3N基本与2205双相钢等同,以下不再说明)。
A.全面腐蚀全面腐蚀(又称均匀腐蚀) 是指在整个合金材料表面上以比较均匀的方式所发生的腐蚀现象。
就双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)在此方面的应用来讲,其抗全面腐蚀能力基本没有问题。
B.应力腐蚀机械设备零件在应力(拉应力) 和腐蚀介质的联合作用下,将出现低于材料强度极限的脆性开裂现象,导致设备和零件失效,这种现象称为应力腐蚀开裂。
双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)因其含有连续稳定的铁素体,不易发生相应腐蚀。
C.晶间腐蚀沿着材料晶粒间界先行发生的腐蚀,使晶粒之间丧失结合力的局部破坏现象,称为晶间腐蚀。
由于双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)的含碳量都很低的缘故,基本不发生晶间腐蚀或者腐蚀程度几乎可以忽略。
D.点腐蚀图1 双相不锈钢2205的点腐蚀与温度及Cl-离子浓度的关系如果腐蚀仅仅集中在设备的某些特定点域,并在这些点域形成向深处发展的腐蚀小坑,而金属的大部分表面仍保持钝性的腐蚀现象,称为点腐蚀。
由图1可知,仅就点腐蚀而言,双相不锈钢(00CrNi5Mo3N)的点腐蚀与温度及Cl-离子浓度存在一定相关性。
一般认为:双相钢(00CrNi5Mo3N)则可用于较低离子浓度环境(Cl- 低于18 g/ L) ,而正常海水中Cl-浓度为19.673 g/L(参考:《海洋手册》,郭琨编著,海洋出版社,1984年),用于滨海电厂的循环水泵,特别是循环水是非直排循环使用情况下,Cl-会反复被富集,其浓度大大超出普通海水中Cl-浓度19.673 g/L,同时温度也会高于正常的自然气候下的海水温度。
实验时候温度会升高么?有以下金属材料,并且有硫酸的浓度和温度配置,你看下。
不锈钢(SUS316 、SUS316L) :温度40 ℃以下,浓度20% 左右;904 钢(SUS904 、SUS904L) :适于温度40~60 ℃、浓度20~75% ;温度80 ℃、浓度60% 以下;高硅铸铁(STSi15R) :室温至90 ℃之间各种浓度;纯铅、硬铅:室温的各种温度;S-05 钢(0Cr13Ni7Si4) :90 ℃以下的浓硫酸,高温浓硫酸(120~150 ℃);普通碳钢:室温70% 以上的浓硫酸;铸铁:温度为室温的浓硫酸;蒙乃尔、金属镍、因可耐尔:中温中等浓度的硫酸;钛钼合金(Ti-32Mo) :沸点以下、60% 的硫酸和50 ℃以下、98% 的硫酸;哈氏合金B 、D :100 ℃以下、75% 的硫酸;哈氏合金C :100 ℃左右的各种温度;镍铸铁(STNiCr202) :室温60~90% 的硫酸。
硫酸是一种价格便宜的强酸,它的水溶液对热的稳定性良好,在工业清洗中硫酸应用得很广泛。
它的缺点是硫酸在清洗中生成的盐类有许多是水溶性较低的,比如用硫酸去除含钙盐的锅炉污垢时,由于与硫酸反应生成水溶性差的硫酸钙,所以去垢效果不好。
相反改用盐酸处理,由于生成水溶性很好的氯化钙而除垢效果良好(在25℃时,100cm3水中只能溶解0.208g 硫酸钙,而可溶解74.5g时氯化钙)。
稀硫酸容易与钢铁反应并产生氢气,常温下,60%(质量)及以上浓度的硫酸会在钢铁表面形成钝化膜而使钢铁对它有耐蚀性93%(质量)以上时即使加热到煮沸条件也几乎不腐蚀钢铁。
而铅与钢铁正相反,可溶于浓硫酸中,但对稀硫酸有良好的耐蚀性。
其余金属与硫酸的反应情况归纳如下。
铝:易溶于10%(质量)的硫酸中,但对80%(质量)以上的硫酸有耐蚀性。
锌、镁:易溶于各种浓度的硫酸中。
锡:对稀硫酸才有耐蚀性。
镍:常温下,对80%(质量)以下的硫酸有耐蚀性。
铬:可被浓硫酸氧化生成钝化膜,所以它不被浓硫酸腐蚀。
说明:材料耐腐蚀性能含钼不锈钢: (316L)对于硝酸,室温下<5% 硫酸,沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸,蚁酸,碱溶液,在一定压力下的亚硫酸,海水,醋酸等介质,有较强的耐腐蚀性,可广泛用于石油化工,尿素,维尼纶等工业.海水,盐水,弱酸,弱碱;哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐(HB)腐蚀性,也耐硫酸,磷酸,氢氟酸,有机酸等非氧化性酸,碱,非氧化盐液的腐蚀;哈氏合金C:能耐环境的氧化性酸,如硝酸,混酸或铬(HC)酸与硫酸的混合物的腐蚀,也耐氧化性的盐类,如Fe+++,Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀.如高于常温的次氩酸盐溶液,海水的腐蚀;钛(Ti):能耐海水,各种氯化物和次氯化盐,氧化性酸(包括发烟,硝酸),有机酸,碱等的腐蚀.不耐较纯的还原性酸(如硫酸,盐酸)的腐蚀,但如果酸中含有氟化剂时,则腐蚀大为降低;钽(Ta):具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似.除了氢氟酸,发烟硫酸,碱外,几乎能耐一切化学介质腐蚀.根据被测介质的种类与温度,来选定衬里的材质。
衬里材料主要性能适用范围氯丁橡胶耐磨性好,有极好的弹性,<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力,耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。
碱盐介质的腐蚀。
聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能,耐酸碱 <60℃、中性强磨损的Polyurethane 性能略差。
矿浆、煤浆、泥浆。
聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料,能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质,酸、硝酸和王水,浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂,不耐三氟化氯二氟化氧。
F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与PTFE相仿,酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等,卫生类介质。
能和低温柔韧性优于PTFE。
与金属粘接性能好,耐磨性好于PTFE,具有交好的抗撕裂性能。
附录1.金属材料的耐腐蚀性能表1-1 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。
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)。