金屬及其合金耐蝕性

金屬材料的化學(xué)性能最主要的是指它的耐腐蝕性。材料抵抗周圍介質(zhì)對腐蝕破壞的能力稱為材料的耐腐蝕性能。耐蝕性不是材料固有不變的特性，它隨材料的工作條件而改變。一、碳鋼和普通鑄鐵的耐蝕性1、耐蝕性能在淡水、大氣、土壤、海水等中性介質(zhì)中都不耐蝕；在各類干燥氣體和有機(jī)溶劑等介質(zhì)中耐蝕性良好；在低濃度堿溶液及濃硫酸、濃氫氟酸等介質(zhì)中，碳鋼和普通鑄鐵表面能生成穩(wěn)定的膜，因而是耐蝕的。2、影響耐蝕性的因素介質(zhì)組成；鐵碳合金的成分和組織；鋼鐵熱處理條件差異。二、耐蝕合金鑄鐵

在鑄鐵中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介質(zhì)中的耐蝕性。如添加硅、鉻、鋁等元素，可使鑄鐵表面形成連續(xù)、致密、牢固的表面膜；添加鎳能獲得耐堿性介質(zhì)腐蝕性能優(yōu)良的奧氏體鑄鐵；加稀土元素、鎂，能使石墨球化，從而大大改善高硅鑄鐵的力學(xué)性能和工藝性能。但在低濃度堿清洗之后表面容易達(dá)到生銹條件而產(chǎn)生閃銹。三、耐蝕低合金鋼

耐蝕低合金鋼通常是指在碳鋼中加入合金元素的總量低于3%左右的合金。加入的合金元素種類、含量不同，所起的作用不同。根據(jù)在不同介質(zhì)中的耐腐蝕性能，可將耐蝕低合金鋼分為如下幾種：（1）耐大氣腐蝕鋼種；（2）耐海水腐蝕鋼種；

（3）耐硫化氫腐蝕鋼種。四、不銹鋼的耐蝕性不銹鋼是鉻、鎳含量較高的合金鋼。通常把耐大氣腐蝕的合金鋼稱為不銹鋼，把在酸中及其它強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中耐腐蝕的合金鋼稱為耐酸鋼。一般把上述不銹鋼與耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹耐酸鋼或簡稱為不銹鋼。1、鉻13不銹鋼鉻13不銹鋼（馬氏體、鐵素體）的牌號對照見下表：中國美國英國西德日本前蘇聯(lián)1Cr13馬氏體AISI403、410En56BW-Nr,4021SUS21、22Э>K22Cr13馬氏體AISI420En56CW-Nr,4034SUS23Э>K21Cr13鐵素體AISI405En56AW-Nr,4001、4024SUS38

本鋼種含鉻12~14％，約為不銹鋼必需含鉻的最低量（Cr＞12％）。它可經(jīng)熱處理硬化，產(chǎn)生帶磁性的馬氏體結(jié)構(gòu)，所以通稱馬氏體不銹鋼。低碳品種有鐵素體不銹鋼。它的耐蝕性和其它不銹鋼類似。能夠耐大氣、水、硝酸、堿、鹽、有機(jī)酸、有機(jī)化合物及其它氧化性環(huán)境的腐蝕；不耐非氧化性酸（硫酸、鹽酸等）的腐蝕。在含有鹵素離子的溶液中可產(chǎn)生孔蝕和應(yīng)力腐蝕破裂。由于它不含鎳，鉻含量也較低，所以一般耐蝕性都低于鉻17鐵素體和鉻18鎳9奧氏體不銹鋼。它的強(qiáng)度和硬度高，韌性較低，常用于同時需要耐蝕性、強(qiáng)度和硬度的部件，如閥門部件、球軸承等。一般不用作槽、管等化工設(shè)備。2、鉻17不銹鋼

鉻17不銹鋼（鐵素體）的牌號對照見下表：中國美國英國西德日本前前蘇聯(lián)Cr17TiAISI430En60W-Nr,4016、4510SUS24Э>K645鉻17不銹鋼含鉻17~27％，晶粒結(jié)構(gòu)主要是帶磁性的鐵素體，所以通稱鐵素體不銹鋼。它不能經(jīng)熱處理硬化，但可通過冷加工硬化。它的耐蝕性和其它不銹鋼類似，耐大氣性能優(yōu)良，耐硝酸和其它氧化性環(huán)境，也耐堿、鹽、水、有機(jī)酸及其它有機(jī)化合物的腐蝕。不耐非氧化性酸（硫酸、鹽酸等）的腐蝕。其耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼，低于奧氏體不銹鋼，但在耐應(yīng)力腐蝕破裂方面優(yōu)于奧氏體不銹鋼。主要用于耐大氣腐蝕的如汽車和建筑業(yè)的各類部件、家庭用具等，也可用于硝酸工業(yè)的設(shè)備（如貯罐）。但因其焊接、加工性能遠(yuǎn)低于鉻18鎳9鋼，故在化工方面的應(yīng)用受到了限制。本鋼種有含鈦、不含鈦和低碳等幾個品種，其耐蝕性基本相似，低碳含鈦的鋼對晶間腐蝕有較強(qiáng)的抵抗力。3、鉻18鎳9不銹鋼鉻18鎳9不銹鋼（奧氏體）的牌號對照見下表：中國美國英國西德日本前前蘇聯(lián)0Cr18Ni9304、304L58E4301、430627、28ЭИ8421Cr18Ni930258A430039、40ЭЯ11Cr18Ni9T（i

Nb）321（347）58B（F）4541（4550）29ЭЯTCr25Ni20310、314

42

Cr18Mn8Ni5

202

鉻18鎳9不銹鋼（奧氏體）是含鉻11％以上或同時含鎳的鋼種的通稱。它在常溫氧化性環(huán)境（如大氣、水、強(qiáng)氧化性酸等）中容易鈍化，使表面產(chǎn)生一層以氧化鉻（Cr2O3）為主，保護(hù)性很強(qiáng)的薄膜，其腐蝕率極低，因此得“不銹鋼”之名。但當(dāng)溫度增高或環(huán)境的氧化能力減小時，將由鈍態(tài)變?yōu)榛顟B(tài)，腐蝕顯著增大。各類不銹鋼對有機(jī)酸、有機(jī)化合物、堿、中性溶液和多種氣體都有良好耐蝕性。在非氧化性酸（硫酸、鹽酸等）中腐蝕嚴(yán)重。不銹鋼設(shè)備的腐蝕常常為局部腐蝕，當(dāng)處于鈍態(tài)和活態(tài)邊緣，在含有鹵素離子的鹽溶液中，可能產(chǎn)生孔蝕。在含有對應(yīng)力腐蝕敏感離子（如Cl－

、OH

－

等）的溶液中，受應(yīng)力的部分（如焊縫附近）則可能產(chǎn)生危險的應(yīng)力腐蝕破裂。焊縫兩側(cè)的敏化區(qū)還易產(chǎn)生晶間腐蝕。鉻鎳鋼的耐蝕性和機(jī)械性能都超過單純鉻鋼。鎳的加入促進(jìn)奧氏體結(jié)構(gòu)的生成，可得到更好的機(jī)械性能，特別是使韌性提高，同時又增大了鈍化范圍，使它更容易鈍化。鉻18鎳9鋼是不銹鋼中用途最廣的品種。它沒有磁性，不能不能經(jīng)熱處理硬化，但和鐵素體不銹鋼一樣，可經(jīng)冷加工硬化。加入少量鈦或鈮的品種對晶間腐蝕的抗力較高，也稱“穩(wěn)定鋼”。鉻、鎳含量越高，耐蝕性和耐熱性也越高，如鉻25鎳20鋼就具有耐高溫氧化的特點。此外，還生產(chǎn)了以錳代鎳的節(jié)鎳或無鎳鋼（鉻錳氮鋼）。所有以上品種耐蝕性基本相同，唯有含鉬2~4%的鉻鎳鉬鋼對非氧化性酸、鹵化物等介質(zhì)的耐蝕性較好，不易產(chǎn)生孔蝕，因差別較多，所以另列表。4、鉻18鎳12鉬（鈦）不銹鋼鉻18鎳12鉬（鈦）不銹鋼（奧氏體）的牌號對照見下表：中國美國AISI英國En西德DIN日本SUS前蘇聯(lián)ЭИCr18Ni12Mo2~3

316、316L58H、58J4570-1457332、33、35400-1Cr18Ni12Mo2Ti317

4449

Cr26Mo1E-Brite26-1本鋼種和一般鉻鎳不銹鋼相似，氮由于加入了2~4%的鉬，所以在許多方面比鉻鎳不銹鋼更為優(yōu)越，特別是在非氧化性酸和熱的有機(jī)酸、氯化物中的耐蝕性要比鉻鎳不銹鋼好得多，抗孔蝕的能力也越好。含鈦或鈮的鋼對晶間腐蝕有較強(qiáng)的抗力。含鉬的鉻錳氮（鎳）鋼耐蝕性與鋼種基本類似，因此，可作本鋼種的代用品。鉻26鉬1微碳鐵素體不銹鋼（E-Brite26-1）耐蝕性與本鋼種類似，與其它無鎳鐵素體鋼同樣具有耐孔蝕和應(yīng)力腐蝕破裂的優(yōu)點，且因碳、氮的含量低，所以也耐晶間腐蝕?？勺鞅句摲N的節(jié)鎳代用品。5、鉻20鎳22~30不銹鋼―20號合金鉻20鎳22~30不銹鋼不銹鋼國外商品名為Durime20（鑄材），Carpehter20（鍛材），Worthite。牌號見下表：牌號20號合金鎳、鉻、鉬耐熱不銹鋼C6本類合金因鉻、鎳含量較高，所以耐蝕性比普通不銹鋼更高?？捎糜谔幚砹蛩?/p>