不锈钢的腐蚀方式与腐蚀性能
⑴不锈钢的腐蚀方式简介
在众多的工业用途中，不锈钢能提供令人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看，除机械失效外，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）。
①应力腐蚀开裂（SCC）应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而产生失效的一种形式。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（不论是参与应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。裂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，而沿晶界扩展的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至一定的深度时（此处，承受荷载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显微缺陷的聚合想联系的“韧窝”区域。
通常是应力腐蚀开裂的基本条件是：弱的腐蚀介质，一定的拉应力和特定的金属材料构成的特定腐蚀系统。下面将详细介绍这方面的内容。
a 仅当弱的腐蚀在金属表面形成不稳定的保护膜时，才可能发生应力腐蚀开裂。实验结果表明：pH值降低将减弱奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性。一般的结构用钢在中性pH 值和高pH值介质中，将发生不同机制的应力腐蚀开裂。
b 在一定的拉应力的应变条件下易产生腐蚀。对Cr-Ni不锈钢的应力腐蚀开裂，应力（σ）和开裂时间（t s）关系一般认为符合1gt s=a+bσ方程，式中a，b为常数。这表明所受
应力越大，不锈钢产生应力腐蚀开裂的时间越短。对不锈钢应力腐蚀开裂研究表明，存在产生应力腐蚀的临界应力值，常用σSCC表示。低于该值，则不产生应力腐蚀开裂。σSCC值随介质的种类，浓度，温度，材料的成分的不同而不同。产生应力腐蚀裂纹破坏的环境是相当复杂的。所涉及的应力通常不仅仅是工作应力，而是这种应力和由于制作，焊接或热处理在金属中产生的残余应力的组合。
C 易于发生应力腐蚀破坏的金属-介质系统。产生应力腐蚀最常见的介质是氯化物，碱溶液和硫化氢。通过研究各种氯化物中金属离子的影响结果，使Cr+Ni不锈钢应力腐蚀开裂，不同氯化物的作用按Mg2+，Fe3+，Ca2+，Na+，Li+等离子的顺序递减。
d 材料，组织和应力状态的影响。
○a杂质元素对应力腐蚀开裂敏感性影响很大。不锈钢中含氮量大于30×10-6，既能使氯脆敏感性显著增加。
○b钢的应力腐蚀敏感性随含碳量而变化。当含碳量低时，随着含碳量增加，钢的敏感性提高。当ω（C）大于0.2%时，抗应力腐蚀能力渐趋稳定。当ω（C）为0.12%时，应力腐蚀敏感最大。
○c材料的组织状态对应力腐蚀的敏感性影响很大。材料的不均匀性越大，越容易产生生活性的阴极通道，越易产生应力腐蚀。晶粒尺寸增大，钢的应力腐蚀开裂敏感性增加。
○d介质的浓度和环境温度越高越易发生应力腐蚀开裂。氯化物引起的应力腐蚀开裂一般出现在60℃以上。且敏感性随温度增高而急剧增大。碱溶液引起的应力腐蚀开裂一般出现在130℃或更高温度。硫化氢溶液中的应力腐蚀开裂主要发生在低温。
○e材料的强度与硬度对应力腐蚀敏感性的影响与构件的实际状态有关。在相同的变形（应变）控制的条件下，材料的强度和硬度越高，其构件所处应力越大，应力腐蚀开裂的敏感性越大。在相同的应力控制下，材料的强度和硬度提高，构件的应力腐蚀开裂敏感性降低。
一般情况下，当外加载荷（由应变引起的应力或外加载荷）达到材料屈服强度的85%以上时，构件发生应力腐蚀开裂的概率明显增加。
防止应力腐蚀开裂的最好的方法是选用能在该环境中耐应力腐蚀开裂的相应的材料。
②点腐蚀点腐蚀也称为小孔腐蚀，是电化学腐蚀的一种形式，是不锈钢常见的局部腐蚀的一种。如前所诉，不锈钢极好的耐腐蚀性能是由于在钢的表面形成了看不见的氧化膜使其成为钝态的。若钝化膜被破坏，不锈钢将被腐蚀。点腐蚀的形貌特征为：仅在表面局部出现腐蚀凹坑。或将凹坑的表皮去掉，则可看到严重的腐蚀坑。腐蚀坑有时被一层腐蚀产物覆盖，将其去除后，可看见严重的腐蚀坑。另外，在特定的环境条件下，腐蚀坑会呈现出宝塔状的特殊形貌。
引起点腐蚀的因素主要如下。
a 产生点腐蚀的环境介质是在C1－，Br－，I－。CIO－4溶液中存在的Fe3+，Cu2+，Hg2+等中金属离子或者H2O2，O2含有的Na+，Ca2+碱和碱金属离子的氯化物溶液。腐蚀速率将随温度的升高而增加。溶液的流动状态对点腐蚀的产生也有一定的影响。当流动速度达到一定程度不产生点腐蚀。
b 不锈钢中加入Mo，可使不锈钢表面产生致密且牢固的钝化膜，可导致点腐蚀电位提高，抗点腐蚀能力增强。Cr含量增加，不锈钢的点腐蚀速率下降。
c 不锈钢的热处理工艺对点腐蚀的影响非常大。在相当与碳化物析出的温度下进行热处理可使得点腐蚀数目增多。
d 加工与变形也将影响点腐蚀的敏感性增加。
点腐蚀的预防措施如下。
a 避免卤素离子集中。
b 在奥氏体不锈钢中加入适当的钼并提高铬含量。采用合理的热处理工艺。
c 保证氧化性溶液的均匀性。提高氧浓度或者去除氧。
d 提高溶液的pH值。
e 在尽可能低的温度下工作。
f 在腐蚀介质中加入钝化剂。
g 用阴极保护的方式使材料的电位低于临界点腐蚀电位。
③晶间腐蚀不锈钢的晶粒间界腐蚀是一种沿着或紧挨着晶界发生的腐蚀。这种腐蚀是在某些热处理条件下由于碳化铬沿晶界析出，在邻近晶界处形成贫铬区及该区在腐蚀介质中优先溶解所造成的。沿着晶粒间发生的腐蚀是很严重的破坏现象。因为这种腐蚀是晶粒间丧失结合力以致材料的强度几乎完全消失。金属发生晶间腐蚀后，外观上几乎不会有任何变化，几何尺寸及金属表面光泽不变，但其长度和伸长率显著降低。当受到冷弯变形，机械碰撞或流体的剧烈冲击后，金属表面出现裂纹，甚至酥脆，稍加用力，晶粒自行脱落，失去金属声。在进行金相检查时，可以看到晶阶或邻近地区发生沿晶界均匀腐蚀的现象，有时可看到晶粒脱落。在对断裂间的断口用扫描电镜观察时，可见冰糖块状的形貌特征。
产生晶间腐蚀的原因一般认为是晶界上存在夹杂物或析出某些化合物（如碳化物或σ相），致使晶粒边界的基体金属电极电位降低。当表面存在电介质时，腐蚀便由晶界产生而逐渐向内部发展。某种材料是否发生晶间腐蚀，取决于材料，介质体系的特征。在这种体系中，材料的晶界区域比晶粒本体的溶解速度大，所以发生晶间腐蚀。
晶间腐蚀的预防措施如下。
a 降低含碳量。使钢种含碳量降低到固溶度以下，使碳化物无法沉淀。或者比溶解度稍高，只有微量的碳化物在晶界沉淀。不足引起晶间腐蚀破坏的危险。
b 加入强碳化物形成元素Ti和Nb等稳定化元素，或加入微量的晶界吸附元素B。这类元素和碳有很大的亲和力，形成不溶解的碳化物使C和Ni及Nb化合，以TiC和NbC形式
析出，形成不溶解的碳化物，从而有效地防止C r23C6化合物的析出引起的贫铬现象。
c 采用适当的热处理方法。避免晶界沉淀相的析出。或改变晶界沉淀相的类型。采用固溶处理使沉淀出来的碳化物重新溶解，可消除敏化后的晶间腐蚀趋向。延长敏化处理，使铬有足够长的时间扩散至晶界区，消除铬的局部贫乏现象。
④缝隙腐蚀
a 产生缝隙腐蚀的原因在电解液中由于不锈钢与金属或非金属极小的缝隙，形成了浓差电池而在缝隙内或附近产生的局部腐蚀称之为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀可在多种介质中发生。但在氯化物溶液中最为严重。在海水中，缝隙腐蚀的发生机制与点腐蚀不相同，但扩散机制很相似。均有自催化过程。该过程使缝隙内pH值降低并加速氯离子移向腐蚀区。
b 缝隙腐蚀预防措施在腐蚀介质中，缝隙可由钢表面的沉淀物，腐蚀产物及其他固定物质形成。在法兰接头和丝扣连接处总存在缝隙，因此为减轻缝隙的危害，最好采用焊接替代螺栓连接或铆接形式。另外，应经常去除金属表面的沉淀物。在法兰接头处使用防水密封区。
提高耐点腐蚀的合金化元素一般有利于耐缝隙腐蚀。为改善耐缝隙腐蚀性能可采用含钼的铬镍不锈钢。
⑤电偶腐蚀
电偶腐蚀是由两种或两种以上的金属连接引起的腐蚀，也称为双金属腐蚀。
a 产生电偶腐蚀的原因浸泡在电解质溶液中的金属构件，当它与不同电极电位的其他构件接触，或该金属构件的不同部位存在电位差时，电极电位较低的金属或部位的金属腐蚀加速，从而引起电偶腐蚀。电偶腐蚀的程度取决于两种金属短路前的腐蚀电位差。该电位差因不同介质而异。
b 电偶腐蚀预防措施为防止电偶腐蚀，应尽量减少原电池数目，降低电极电位差。尽
量使钢的表面形成一层稳定的，完整的，致密的与钢基体结合牢固的钝化膜。
⑵腐蚀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。
在一般的大气环境中，不锈钢的耐腐蚀性能一般按Cr13型，Cr17型，18-8型的顺序排列。
农村大气环境中，Cr13型，Cr17型钢即可满足耐腐蚀的要求。城市或工业环境，室内可选择Cr13型或Cr17型钢；室外使用最低要选择Cr17型钢。当大气中含有C12，H2S，CO2时，18-8型钢，18-14-2奥氏体不锈钢则可满足耐腐蚀要求。
海洋大气环境中，氯离子腐蚀特别突出。Cr13型，Cr17型钢不能满足耐蚀性的要求。极短的时间内便会产生锈膜及点腐蚀。18-8型钢在此环境中耐蚀性能也不理想，表现在出现浅薄的易清除的锈蚀。18-12-2型钢的耐蚀性比较理想。这种钢一般腐蚀率很低（0.0254μm/a），且点腐蚀很浅（0.024cm）。在海洋大气环境下，oCr17Ni12Mo2与30Cr-2Mo含钼不锈钢的耐腐蚀性能基本上满足要求。
②水介质按含盐量不同，水分为高纯水，淡水（含盐量低于0.05%），海水（含盐量在3.0%～3.5%），半咸水（含盐量介于淡水和海水之间），还有酸性水。
不锈钢在高纯水中的腐蚀率最小（低于0.01mm/a）。而高纯水应用环境常是核工业。一般0Cr19Ni9，00CrNi11，0Cr17Ni12Mo2，0Cr17Ni14Mo2等钢满足耐蚀要求。
在工业用水（淡水）环境条件下，Cr13型，Cr17型钢，18-8型钢一般满足耐蚀要求。在水介质工作的零件存在着气蚀。Cr13Ni4型钢，M50NiL型钢，16CrNi4Mo型钢是抗气蚀的高强度不锈钢。
0Cr13型，Cr13型，Cr17型，0Cr18Ni9型或0Cr18Ni11Ti不锈钢常用于即于大气接触，又常受淡水腐蚀的日常用品。医疗器械常使用3Cr13型，4Cr13型，9Cr18型等马氏体不锈
钢。
海水介质中不锈钢的主要破坏形式为点腐蚀，缝隙腐蚀和应力腐蚀。还受到海水含氧量，氯离子浓度，温度，流速，污染等诸多因素的影响。一般在30℃以下的海水，ω（Mo）2%～4%不锈钢可以满足耐蚀性要求。酸性水是指从矿石和每种浸析出的被污染的自然水。酸性水中通常含有大量的游离硫酸，还含有大量的硫酸铁。在这中环境下奥氏体型不锈钢有较高的耐腐蚀性能。
③土壤埋入土壤的金属在天气及诸多因素的影响下，处在随时都可能变化的复杂状态下。奥氏体型不锈钢一般具有耐大多数土壤腐蚀的性能。1Cr13型，1Cr17型钢在很多土壤中要产生点腐蚀。0Cr17Ni12Mo2不锈钢在所有土壤中都具有耐点腐蚀性。
④硝酸几乎所有的不锈钢在稀硝酸中极易钝化，具有相当好的耐蚀性。含铬量不小于14%的铁素体型不锈钢和奥氏体型不锈钢有极好的耐硝酸腐蚀性能。在低于65%（质量分数）稀硝酸工作条件下一般采用18-8型不锈钢。在65%～85%（质量分数）稀硝酸工作条件下Cr25Ni20型不锈钢能够满足耐蚀性要求。硝酸浓度过高时Si不锈钢（如0Cr13Si4NbRE，1Cr17Ni11Si4，00Cr17Ni17Si6等）能满足耐蚀要求。含Mo类不锈钢一般不耐硝酸腐蚀，但有时为了防止点腐蚀，也用于含有氯离子硝酸工作条件下。
⑤硫酸标准不锈钢牌号很少用于硫酸溶液。在室温条件下，0Cr17Ni12Mo2不锈钢在硫酸浓度大于85%，或小于15%时是耐腐蚀性的。含Mo，Cu，Si（质量分数为3￥～4￥）的奥氏体不锈钢和铁素体-奥氏体双相不锈钢耐硫酸耐蚀性能最佳。
⑥磷酸介质奥氏体型不锈钢具有好的耐磷酸溶液腐蚀的性能。但实际应用中，磷酸大多含有各种杂质，如：氟，氯离子以及铝，镁等金属离子和硫酸根离子等，他们都有加速不锈钢腐蚀的倾向。而00Cr27Ni31Mo3Cu和00CtNi35Mo3Cu奥氏体不锈钢是耐氟、氯离子等杂质的磷酸腐蚀性最佳、综合性能最好的不锈钢。在此工作环境下，ω（Mo）为2%～4
￥的0Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni13Mo3等，高Cr双相钢00Cr26Ni6Mo2Cu3和高Mo的不锈钢00Cr20Ni25Mo4.5Cu，不含Ni的高Cr提速提不锈钢00Cr26Mo1，00Cr30Mo2等具有很好的耐磷酸腐蚀性能。马氏体和铁素体型不锈钢的耐磷酸腐蚀性能显著比奥氏体不锈钢差。
⑦盐酸在室温，各种浓度的盐酸都能很快的腐蚀不锈钢，因此在盐酸介质工作条件下不能使用不锈钢。
⑧乙酸奥氏体不锈钢一般具有极好的耐乙酸腐蚀型。并随钢中Mo含量的提高，其耐腐蚀性提高。但在含有氯离子的乙酸中，腐蚀速度明显加快。ω（Mo）2%～4%的0Cr17Ni12Mo2，00Cr18Ni16Mo5等不锈钢，双相00Cr18Ni16Mo3N及一些Ni基合金具有很好的耐蚀性。
⑨甲酸在室温情况下，奥氏体型不锈钢具有很好的耐甲酸腐蚀型。而在热甲酸使用工作条件下，它可很快腐蚀不含钼的不锈钢。0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3有耐热甲酸腐蚀性能。在各种温度下甲酸对马氏体型不锈钢和铁素体不锈钢都有腐蚀性。
○10草酸浓度为50%的室温条件下，不锈钢具有很好的耐蚀性。在较高的温度下或浓度为100%的情况下，所有的不锈钢耐草酸腐蚀性能都不好。
○11乳酸在温度最高约38℃时，0Cr18Ni9不锈钢有很好的耐蚀性。在较高的温度下0Cr17Ni12Mo2，0Cr19Ni13Mo3耐乳酸腐蚀型较强。一般情况下，马氏体型和铁素体型不锈钢耐乳酸腐蚀性较差。
○12氢氟酸一般不锈钢不耐氢氟酸腐蚀。当氢氟酸中含有氧和氧化剂时，一些高Ni含Mo，Cu的奥氏体不锈钢的耐蚀性会显著提高。
○13碱不锈钢通常有较好的耐弱碱的能力。其钢中的Cr和Ni均对耐碱的腐蚀有利。ω（Cr）26%～30%的铁素体不锈钢和ω（Ni）大于20%的奥氏体型不锈钢耐碱腐蚀的能力都很强。
○14尿素ω（Ni）2%～4%的Cr-Ni和Cr-Mn-N奥氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢（如0～1Cr18Ni12Mo2Ti，尿素级001Cr17Ni14Mo2，00Cr25Ni22Mo2N）用于尿素生产中。具有很好的耐尿素甲胺液的腐蚀能力。
双相钢介绍 双相不锈钢(Duplex stainless steel) 双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。 双相不锈钢已经有60多年的历史，世界上第一批双相不锈钢于1930年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。 1968年不锈钢精炼工艺——氩氧脱碳工艺(AOD)的发明，使一系列新的不锈钢的产生成为可能。AOD工艺带来的诸多进步之一就是合金元素N的添加。双相不锈钢添加N元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接近于基体金属的性能，还可以降低有害金属间相的形成速率。 双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样，是一种按腐蚀性能排序的钢种，腐蚀性能取决于它们的合金成分。双相不锈钢一直在不断发展，现代的双相不锈钢可以分为四种类型： 1、不含Mo的低级双相不锈钢2304； 2、标准双相不锈钢2205（德标），占双相钢总量的80%以上； 3、25%Cr的双相不锈钢，典型代表合金255，可归为超级双相不锈钢； 4、超级双相不锈钢，含25-26%Cr,与255合金相比Mo和N的含量增加。典型代表钢种2507。
双相不锈钢中的合金元素主要是Cr铬、Mo钼、N氮、Ni镍，它们在双相钢中的作用如下： 1、Cr铬 钢中最少含有%的Cr才能形成保护钢不受大气腐蚀的稳定的钝化膜。不锈钢的耐蚀性能随Cr的含量提高而增强。Cr是铁素体元素，它可以使具有体心立方晶格的铁组织稳定，也可以提高钢在高温下的抗氧化能力。 2、Mo钼 Mo与Cr协同作用能提高不锈钢的抗氯化物腐蚀的能力。Mo在氯化物环境下的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力是Cr的3倍(参见CPT公式)。Mo是铁素体形成元素，同样能促进形成金属间相。因此，通常奥氏体不锈钢中Mo含量小于%，双相钢中小于4%。 3、N氮 N元素可增加奥氏体和双相不锈钢的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力，并可以显着地提高钢的强度，它是固溶强化最有效的一个元素。在提高钢强度的同时，N元素还可以增加奥氏体不锈钢和双相不锈钢的韧性，延缓金属间相的形成，使双相不锈钢有足够的时间进行加工和制造，还可以抵消因高Cr、Mo所带来的易于形成σ相的倾向，N是强烈的奥氏体元素，在奥氏体不锈钢中能部分取代Ni。双相不锈钢中一般加入几乎接近溶解度极限的N和用以调整达到相平衡的Ni。铁素体元素Cr和Ni与奥氏体形成元素Ni和N需要达到平衡，才能获得期望的双相组织。
不锈钢的品质特性及其要求 1不锈钢的品质特性： 2不锈钢的品质特性及其要求 各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同 (1)材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比（BLANKING SIZE/制品直径）一般都比较高，它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本； ②一般材：主要用于除了DDQ用途外的材料，这种材料的特点是延伸率相对较低（≧４５%），而硬度相对较高（≦１８０），内部晶粒度等级在8.0~9.0
间，与DDQ用材比较，它的深冲性能相对稍差，它主要用于不需伸拉就能得到的制品，象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点，就是BQ性相对较好，这主要是由于它的硬度稍高的缘故。 (2)表面品质： 不锈钢薄板是一种价格非常高的材料，客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如划伤、麻点、折痕、污染等，从而其表面质量，象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现，而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的，因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率，来确定其表质量等级，从而来确定产品等级。（见表：） (3)厚度公差： 一般来说不锈钢制品的不同，其要求原料厚度公差也各不相同，象二类餐具和保温杯等，厚度公差一般要求较高，为-3~5%，而一类餐具厚度公差一般要求
不锈钢腐蚀行为及影响因素的综合评价 洪宇浩 实验一、钝化曲线法评价不同种不锈钢在同一介质中的腐蚀能力 1.实验目的 ●掌握金属腐蚀原理和金属钝化原理 ●掌握不锈钢阳极钝化曲线的测量 ●掌握恒电位仪软件的操作 2.实验原理 3.实验步骤 本实验测试430不锈钢（黑）和304不锈钢（黄）在0.25mol/L H2SO4和含1.0% NaCl 的0.25mol/L H2SO4中钝化曲线. 电位：-0.60 →1.20 V，50 mV/s 4.注意事项 ●电极的处理 ●灵敏度的选择 5.实验结果 1、304钢在0.25mol/L H2SO4的钝化曲线
-800 -600-400-20002004006008001000 -8-6 -4 -2 2 电流(m A ) 电位(mV) -293,1.841 -139,0.635410,0.235 904,0.708 2、304钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4 中的钝化曲线. -800 -600-400-20002004006008001000 -7-6-5-4-3-2-1 01电流(m A ) 电位(mV) (-267, 0.59829) (-69, 0.38967) (398, 0.20901) (799, 0.38485) 3、430钢在0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线.
-800 -600-400-200020040060080010001200 -4-202468 1012电流( m A ) 电位(mV) (-287, 11.133) (930, 1.7327) (174, 1.1011) (-21, 1.5724) 4、430钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -600 -400 -200 200 400 -10 -5 5 10 15 20 电流(m A ) 电位(mV) (-221, 15.914) (180, 1.1999) (328, 1.9463) (-84, 4.9479)
_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
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。
实验一恒电位法测定阳极极化曲线 一、目的 1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。 2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。 3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。 二、实验基本原理 测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电密）之间的关系。 测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。以电密为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。 一般情况下，若电极电位是电密的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。 在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电密相对应可以有几个电极电位。例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。 用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电密，当达到致钝电密点时金属开始钝化，由于人为控制电密恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电密时，所测得的曲线在过钝化区。因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。 图1 恒电位极化曲线测量装置
三、实验仪器及药品 电化学工作站CHI660D、铂电极、饱和甘汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、 电炉、水砂纸、U型管 蒸馏水、碳酸氢铵、浓氨水、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、无水乙醇、棉花 四、实验步骤 1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备 烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解。然后加入30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便可使用。 2.溶液的配制 (a) H2SO4溶液（0.5 M）的配制：烧杯内放入475 mL去离子水，加入 浓硫酸25 mL，搅拌均匀待用; (b) NH4HCO3-NH4OH溶液的配制：烧杯中放入700 mL去离子水，加 入160 g NH4HCO3，65 mL浓氨水，搅拌均匀。 (c) 饱和氯化钠溶液的配制。 3.操作步骤 （1）用水砂纸打磨工作电极表面，并用无水乙醇棉擦试干净待用。 （2）将辅助电极和研究电极放入极化池中，甘汞电极浸入饱和KCl溶液 中，用盐桥连接二者，盐桥鲁金毛细管尖端距离研究电极1～2mm左右。 按图1连接好线路并进行测量。 （3）测碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中的开路电压，稳定 5min。 （4）在-0.9 V和1.2 V (相对饱和甘汞电极：SCE)，以0.05，0.01和0.005 Vs-1的扫描速度测定碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中阳极极 化曲线。 （5）存储数据，转化为TXT文本，用ORIGIN软件做图。 五、实验结果及数据处理 1.绘制碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中阳极极化曲线；
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 ●●
不锈钢的性能与特性 一、不锈钢的组织性能 目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。 实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 合金元素的作用—— 不锈钢含有基本金属（Base）铁和主要元素Cr、Ni，通过添加Cr、Ni以外的元素制造具有各种特性的不锈钢。 二、不锈钢的特性 1．一般特性
◆表面美观以及使用可能性多样化 ◆耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 ◆耐腐蚀性好 ◆强度高，因而薄板使用的可能性大 ◆耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 ◆常温加工，即容易塑性加工 ◆因为不必表面处理，所以简便、维护简单 ◆清洁，光洁度高 ◆焊接性能好 2、品质特性 2-1不锈钢的品质特性
2-2不锈钢的品质特性要求 ※各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同。 2-3 品质要求特性微细项目 (1) 材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比一般都比较高，SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响成品合格率，当然也就加大了厂家的成本；
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀 由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属的应力腐蚀破裂(SCC)是指由拉伸应力及腐蚀环境结合效应所导致的破裂。在SCC期间，金属表面通常只受到很轻微的侵蚀，但局部裂缝却很快沿着金属横断面传播。产生SCC所需的应力可以是残留应力或施加应力。裂缝会开始于金属表面上的蚀孔或其他不连续处。在裂缝开始成长时，其尖端会开始向前，此时作用在金属上的拉伸应力会在裂缝尖端处形成高应力，当裂缝尖端向前传播时，在裂缝尖端处也会产生电化学腐蚀而使阳极金属溶解。裂缝会沿着垂直于拉伸应力的方向成长，直到金属破坏为止。若应力或腐蚀其中任一停止，则裂缝将停止成长。 冲蚀腐蚀 冲蚀腐蚀可被定义为由于腐蚀性流体与金属表面相对运动而导致金属腐蚀速率加速的现象。当腐蚀性流体的相对运动速率相当快时，机械磨擦效应将会相当严重。冲蚀腐蚀的特征为金属表面具有与腐蚀性流体流动方向相同的凹槽、蚀孔与圆孔等。 涡穴损伤 此类型的冲蚀腐蚀是由接近金属表面之液体中的气泡及充气孔穴破灭所造成的。涡穴损伤通常发生在具有高速液体流动及压力改变的金属表面。 移擦腐蚀 移擦腐蚀发生在材料承受振动及滑动负荷的界面处，它会形成具有腐蚀生成物的凹槽或蚀孔。当金属发生移擦腐蚀时，磨擦表面间的金属碎片会被氧化且某些氧化膜会因磨擦动作而剥落，因此摩擦表面间会累积可当研磨剂用的氧化物颗粒。
腐蚀与不锈钢 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征： 一、一般存在拉应力，但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。 二、对于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。 三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。 四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6～10-3 mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
而且金属表面往往仍是完好的，但不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小，约为0.02%～0.03%，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C6等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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。
不同腐蚀环境下不锈钢的特点与选用不锈钢是石油、化工、化肥、食品、国防、餐具、合成纤维和石油提炼等工业行业中广泛使用的金属材，而许多容器、管道、阀门、泵、等一般都因与各种腐蚀性介质接触遭受腐蚀而报废。据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的1／4。而不锈钢的产量占钢铁总产量的1％。因此，材料受到腐蚀而失效是当今材料研究与发展中的三大主要问题之一。 不锈钢是指具有抗腐蚀性能的一类钢种。 通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。 不锈钢不一定耐酸，但耐酸钢同时又是不锈钢。 所谓不锈钢是指能抵抗大气及弱腐蚀介质腐蚀的钢种。腐蚀速度＜0．01mm／年者为完全耐腐蚀钢，速度＜0.1mm／年者为耐蚀钢。所谓的耐酸钢是指在各种强腐蚀介质中能耐酸的钢．腐蚀速度＜0.1mm／年者为完全耐蚀，腐蚀速度＜1mm／年者为耐蚀。因此．不锈钢并不是不腐蚀、只不过腐蚀速度较慢而已、绝对不被腐蚀的钢是不存在的。 值得注意的是在同一介质中．不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。例如．Ni-Cr不锈钢在氧化性介质中的耐蚀性很好．但在非氧化介质中(如盐酸）的耐蚀性就不好了。因此掌握各类不锈钢的特点、对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。 不锈钢不仅要耐蚀，还要承受或传递载荷，因此还需要具有较好的力学性能。不锈钢一般以板、管等型材加工成构件或零件，因此．要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。 不锈钢按典型组织分为：铁素体（F）型不锈钢；马氏体〔M)型不锈钢；奥氏体（A）型不锈钢；奥氏体-铁素体（A-F）双相型不锈钢；沉淀硬化型不锈钢。 一、金属腐蚀 （一）金属的腐蚀过程 在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀基本上有两种形式．化学腐蚀和电化学腐蚀。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀，化学腐蚀中不产生电流，巨在腐蚀过程中形成某种腐蚀产物。这种腐蚀产物一般都覆盖在金属表面上形成一层膜，使金属与介质隔离开来。 如果这层化学生成物是稳定、致密、完整并同金属表层牢固结合的，则将大大减轻甚至可以防止腐蚀的进一步发展，对金属起保护作用。形成保护膜的过程称为钝化。例如，生成SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜，这些氧化膜结构致密、完整、无疏松、无裂纹且不易剥落，可起
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。
不锈钢常用表面处理方法 ： 不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、优越的防腐性能及不易生锈 等优良的特性。故 广泛应用于化工行业，食品机械，机电行业，环保行业，家用电器行业及家庭装 潢，精饰行 业，给予人们以华丽高贵的感觉。 不锈钢的应用发展前景会越来越广， 技 术发展程度。 1 不锈钢常用表面处理方法 1.1 不锈钢品种简介 1.1.1 不锈钢主要成分：一般含有鉻 1.1.2 常见不锈钢：有鉻不锈钢，含 12%。 1.1.3 从不锈钢金相组织结构分类：有奥氏体不锈钢,例如： 1Cr18Ni9Ti , 1Cr18Ni11Nb , Cr18Mn8Ni5。马氏体不锈钢，例如： Cr17, Cr28等。一般称为非磁性不锈钢和带有磁性不 锈钢。 1.2 常见不锈钢表面处理方法 常用不锈钢表面处理技术有以下几种处理方法： ①表面本色白化处理； ②表面镜面光亮 处理；③表面着色处理。 1.2.1 表面本色白化处理：不锈钢在加工过程中,经过卷板、扎边、焊接或者经过人工 表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是 NiCr2O4和NiF 二种 EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。 但这种方法成本大，污染环境， 对人体有害,腐蚀性较大,逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种： ⑴喷砂 （丸 ）法：主要是采用喷微玻璃珠的方法,除去表面的黑色氧化皮。 ⑵化学法： 使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行 浸洗。 从而达到不锈钢本色的白化处理目的。 处理好后基本上看上去是一无光的色泽。 这种 方法对大型、复杂产品较适用。 1.2.2 不锈钢表面镜面光亮处理方法：根据不锈钢产品的复杂程度和用户要求情况不同 可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。 1.2.3 表面着色处理： 不锈钢着色不仅赋予不锈钢制品各种颜色,增加产品的花色品种, 而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。不锈钢着色方法有如下几种： ⑴化学氧化着色法； ⑵电化学氧化着色法； ⑶离子沉积氧化物着色法； ⑷高温氧化着色法； ⑸气相裂解着色法。 各种方法简单概况如下： ⑴化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、 混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法” （INCO ）使用较多，不过要 想保证一批产品色泽一致的话,必须用参比电极来控制。 ⑵电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。 ⑶离子沉积氧化物着色法化学法：就是将不锈钢工件放在真空镀膜机中进行真空蒸发 镀。例如：镀钛金的手表壳、手表带,一般是金黄色。这种方法适用于大批量产品加工。因 为投资大,成本高,小批量产品不合算。 ⑷高温氧化着色法： 是在特定的熔盐中， 浸入工件保持在一定的工艺参数， 使工件形成 一定厚度氧化膜，而呈现出各种不同色泽。 ⑸气相裂解着色法：较为复杂，在工业中应用较少。 1.3 处理方法选用 但不锈钢的应用发展很大程度上决定它的表面处理 （Cr ）、镍（Ni ）、钼（Mo ）、钛（Ti ）等优质金属元素。 Cr > 12%以上；镍鉻不锈钢，含 Cr > 18%,含Ni >
不锈钢盐雾试验
这几个就是他的名称，304是美国标准，对应中国标准是0Cr18Ni9 304性能特点用途： 作为不锈钢耐热钢使用最广泛，食品用设备，一般化设备，原子能工业设备。304 是最普遍的钢种，耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能良好。深冲压、弯曲等常温加工性能较好，热处理后不会硬化。家庭用1、2种西餐具、Sink、室内配管、热水器、浴缸、锅炉、汽车零部件（擦窗器、回气管）、医疗机械、建筑材料、化学、食品工业、纺织产业、制酪产业、船舶零部件 (非磁性，使用温度：-196至800℃） 304,C≤0.08 Ni8.00～10.00 Cr18.00～20.00，Mn<=2.0 Si<=1.0 S<=0.030 P<=0.035 中国前苏联美国英国日本法国德国 1Cr18Ni9 12X18H9 302 302S25 SUS302 Z10CN18.09 X12CrNi188 Y1Cr18Ni9 303 303 S21 SUS303 Z10CNF18.09 X12CrNiS188 0Cr19Ni9 08X18H1 304 304S15 SUS304 Z6CN18.09 X5CrNi189 00Cr19Ni11 03X18H11 304L 304S12 SUS304L Z2CN18.09 X2CrNi189 0Cr18Ni11Ti 08X18H10T 321 321S12 SUS321 Z6CNT18.10 X10CrNiTi189 （1）、304不锈钢： 主要成分是碳≤0.08，矽≤1.00，锰≤2.00，磷≤0.045，硫0.03，镍8.0-10.5，铬18-20。 ATSM A182 L表示低碳含量，一般而言，碳低了，强度就低了，但是由于其它的合金元素 增加了，其耐腐蚀性得到了加强； S表示高碳含量 （2）、归类介绍： 不锈钢的成分与种类 不锈钢是由铁、铬、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是第一主要的合金元素。一般而言，铬含量至少要占11%才能称为不锈钢，因