316L不锈钢焊缝抗晶间腐蚀性能评价

316L不锈钢焊缝抗晶间腐蚀性能评价
316L不锈钢焊缝抗晶间腐蚀性能评价

316L不锈钢焊缝抗晶间腐蚀性能评价

1 基本概况

受太阳宝公司委托,对两种316L不锈钢焊接接头的抗晶间腐蚀性能进行评价。

316L不锈钢作为一种奥氏体不锈钢,是镍基合金和钛的代用材料,广泛应用于石油、化工、化肥、纺织、造纸、医药、原子能、宇宙航行以及海洋开发等领域。然而,不锈钢如果热处理不当或焊接过程不当,导致材料敏化,就会发生晶间腐蚀。其在化工及核工业生产中由晶间腐蚀造成的设备损坏占相当大的比重。统计数据表明,晶间腐蚀约占腐蚀损失的10.2%,加上由晶间腐蚀转变为沿晶应力腐蚀开裂的事例数就更多了。因此,晶间腐蚀是不锈钢最危险的破坏形式之一。

2 试验评价方法和步骤

按照GB/T4334.5-2000《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》,对原材料和焊接材料进行试验。

2.1 试样取样

图1 取样位置示意图

根据国标GB4334.5-2000要求,试样尺寸取长度80mm,宽20mm,厚度为4mm。由于本文为单焊缝取样,故取样位置见图1。图2为按国标要求所取下的试样。

焊缝区

所取试样

图2 所取的试样

2.2 试验溶液

将100g符合GB/T665的分析纯硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶解于700mL蒸馏水中,再加入100mL符合GB/T625的优级纯硫酸,用蒸馏水稀释至1000mL,配成硫酸—硫酸铜溶液。

2.3 试验仪器和设备

油浴锅,带回流冷凝器的磨口烧瓶,微量天平,量筒等。

2.4 试验条件和步骤

试验前将试样去油并干燥,在烧瓶底部铺一层符合GB/T466的铜屑,然后放置试样,并保证试样之间互不接触。往烧瓶中加配置好的试验溶液,溶液应高出试样30mm。再将烧瓶放在加热装置上,通以冷却水,加热试验溶液,使之保持微沸状态,连续16小时。试验装置如图3所示。

图3 试验装置整体图

2.5 断口扫描电镜及金相分析

图4 6#样微观形貌

图5 8#样微观形貌

在316L不锈钢晶间腐蚀试验中,用弯曲方法来评定晶间腐蚀的倾向性,是用适量的变形,加速晶间腐蚀裂纹的暴露,但前提是试样的变形率不应超过试样允许的塑性变形量。

图4所示为6#样焊缝区和母材的微观组织图,从图中可以看出焊缝区试样的晶粒远大于母材的晶粒。316L不锈钢经过焊接处理,变形和高温促使晶粒明显长大,晶粒直径分布不均匀,整个试样分布着大量孪晶。

对焊接件来说,在焊接过程中焊缝容易经过奥氏体不锈钢的敏化温度区间,因此在焊缝附近和其余表面材料的冷却速率有所差异,冷却速率越大,奥氏体晶粒越小,因此熔合线附近的晶粒相对较小。此外,在敏化温度停留时间的长短决定了晶间腐蚀的难易程度。

而在敏化温度区间保温或缓慢冷却时,由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6碳化物,使其周围基体产生贫铬区,从而形成腐蚀物腐蚀原电池,导致晶间腐蚀。本实验所采用的316L不锈钢,无论是从扩散连接后试样的金相显微观察还是从能谱分析结果都可以看出,试样没有发生碳化物析出,晶界周围没有产生贫铬区。

3 改善晶间腐蚀的措施

(1) 选用低碳和超低碳不锈钢,如00Cr18Ni10N、00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2等,使晶间腐蚀敏感性降低到最小值,且强度相对较低,目前这一方法已成为解决不锈钢晶间腐蚀问题的主要方法。

(2) 利用合金化原理,避免形成铬的碳化物。Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe都是碳化物形成元素,形成碳化物的亲和力依次降低。

(3) 进行固溶化处理。奥氏体不锈钢经固溶处理后,强度和塑性非常接近,而所有的奥氏体不锈钢均不能热处理强化,只能通过冷作硬化以提高强度、硬度。

(4) 焊接控制:①调整焊缝的化学成份,加入稳定化元素减少形成碳化铬的可能性,如加入钛或铌等;②减少焊缝中的含碳量,可以减少和避免形成铬的碳化物,从而降低形成晶界腐蚀的倾;③控制在危险温度区的停留时间,防止过热,快焊快冷,使碳来不及析出;④合理安排焊接顺序,多层焊和双面焊时,后一条焊缝的热作用可能对先焊焊缝的过热区起到敏化温度加热的作用。为此,双面焊缝中与腐蚀介质接触的一面应尽可能最后焊接。

4 结论

6#样焊缝晶间腐蚀深度约为60微米,而8#样焊缝晶间腐蚀深度约为100微米,6#样略好于8#样

铝金属腐蚀报告

研究报告 教学院:化工与材料工程学院 班级: 姓名: 学号:

铝合金研究报告 摘要 铝合金的现今生活中有很大的用途,给我们带来了很多方便,此文通过对铝合金的基本性质(化学性质和物理性质)、铝合金的分类、铝合金的用途以及铝合金的防护等方面知识的介绍,系统的概括了铝合金的在我国工业产业中的重要地位。 关键字:铝合金、铝合金分类、铝合金用途、铝合金防护

铝合金定义 铝合金艺术栏杆 以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展,同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域,因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好;但是纯铝的强度很低,退火状态σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。这样使得其“比强度”(强度与比重的比值σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。 铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。铝

各种不锈钢的耐腐蚀性能1

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复习过程

_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

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。

晶间腐蚀方法

6.4不锈钢局部腐蚀(晶间腐蚀、点蚀)试验结果与对比 6.4.1不锈钢晶间腐蚀试验方法 1)沸腾硝酸法(E法,用于304、410S、430、409L) 目的:检测304(敏化后)和410S、430、409L(热轧态)的耐晶间腐蚀性能;实验条件:试样在65%硝酸溶液中微沸48h(304)或24h(其他); 试样情况:试样表面抛光,并用乙醇清洗; 检测:测量失重;腐蚀后的特征形貌; 标准:GB 4334.3 2)硫酸-硫酸铜法(用于奥氏体不锈钢304) 目的:检测304(敏化后)的耐晶间腐蚀性能; 实验条件:试样在CuSO4+H2SO4+铜屑的微沸溶剂中24h(对于≤18%C r的不锈钢); 试样情况:试样表面抛光,并用乙醇清洗; 检测:测量失重;腐蚀后的金相特征; 溶剂配方:100g CuSO4+100ml H2SO4加蒸馏水稀释至1000ml。 标准:GB 4334.2 注1:304不锈钢为热轧后再经650℃、2h处理的敏化态,铁素体不锈钢为热轧态。 注2:以上二法对304都适用;对铁素体不锈钢,试验表明:410、430、409L 在硫酸-硫酸铜 溶液中试样表面发生较严重的镀铜现象,故仅采用沸腾硝酸法。因此, 为了便于304与其它3种铁素体不锈钢进行耐晶间腐蚀性能的对比分 析,以下以沸腾硝酸法为主,此外还要与晶间腐蚀的电化学试验、分 析相结合(参6.7)。

图0-1 晶间腐蚀试验装置图0-2 点蚀试验装置(恒温水浴锅)6.7 不锈钢局部腐蚀的电化学分析与对比 6.7.1不锈钢晶间腐蚀电化学试验方法 主要目的:对不锈钢耐晶间腐蚀的电化学性能的测定和对比分析,与浸泡试验结果相辅相成。 测试项目:用动电位再活化法测得晶间腐蚀的电化学曲线,可得阳极化环和再活化环的最大电流Ia和Ir,并以其比值Ir/Ia作为耐晶间腐蚀性能的度量。 试样状态:304---650o C 2h、空冷; 430、410、409L---热轧态;均经机械抛光。 所用仪器:CHI600C电化学分析仪 标准:JIS G0580-1986,ASTM G108,GB/T 15260-1994 晶间腐蚀电化学测定方法: 采用电化学动电位再活化法(EPR):以0.5mol/L的H2SO4为腐蚀介质(30o C),采用双环EPR法,以6V/h的扫描速度从腐蚀电位[约-400mv(SCE)] 极化到+300mv(SCE),一旦达到这个电位则扫描方向反转,以相同速度降低到腐蚀电位。分别测定阳极化环和 再活化环的最大电流Ia和Ir(如图2,单位为A),Ir:Ia比值越小越耐晶间腐蚀。

常用合金纯属的耐腐蚀性能

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 ●●

铝合金防护

一.引言 1.1 金属防腐蚀的重要意义 金属材料是现代最重要的工程材料,人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。 但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏,其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域,而且随着经济建设和科学技术的 发展,腐蚀的危害越来越严重,对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计,人们每年冶炼出来的金属约有1/10 被腐蚀破坏, 相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功;而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏,其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查, 1975 年美国因腐蚀造成的损失高达700 亿美元,即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999 年 1 月20 日报道,1997 年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800 亿人民币。 以上所说仅就经济损失而言,在有些领域,尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中,由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏,不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费, 还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境,危害人民的健康,有的甚至会长期造成严重的后果;而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全;

许多局部腐蚀引起的事故,如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故,往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果,在一定程度上威胁着人类的生存与发展,所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为 重要。 1.2 铝合金及其腐蚀机理 铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空 航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样,也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下,铝合金表面容易形成一层厚约 4 nm 的自然氧化膜,但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差,难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。为了解决上述问题,有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言,金属在满足以下 5 个基本条件下 就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。铝合金的腐蚀电化学反应为:Al A l3++ 3e( 1) O2 + 2H20 + 4 e 4 0H (中性/碱性) (2) + 2H + 2 e H 2(g)(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀,有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应,与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的 传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点,使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少,从而阻挡水、

铝合金的腐蚀与防护

一.引言 1.1金属防腐蚀的重要意义 金属材料是现代最重要的工程材料,人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏,其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。 金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域,而且随着经济建设和科学技术的发展,腐蚀的危害越来越严重,对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计,人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏,相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功;而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏,其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查,1975年美国因腐蚀造成的损失高达700亿美元,即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999年1月20日报道,1997年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。 以上所说仅就经济损失而言,在有些领域,尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中,由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏,不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费,还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境,危害人民的健康,有的甚至会长期造成严重的后果;而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全;许多局部腐蚀引起的事故,如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故,往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果,在一定程度上威胁着人类的生存与发展,所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为重要。 1.2铝合金及其腐蚀机理 铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样,也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下,铝合金表面容易形成一层厚约4 nm 的自然氧化膜,但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差,难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。 为了解决上述问题,有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言,金属在满足以下5个基本条件下就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。 铝合金的腐蚀电化学反应为: Al 3++ 3e-( 1) O2 + 2H20 + 4 e - -(中性/碱性) (2) 2H ++ 2 e-H 2(g)(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀,有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应,与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点,使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少,从而阻挡水、氧或电解质的进一步渗透,降低腐蚀速率。

304,316不锈钢耐腐蚀性

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。

奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验

奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验方法 一、试验方法:奥氏体不锈钢10%草酸浸蚀试验方法 试样在10%的草酸溶液中电解浸蚀后,在显微镜下观察浸蚀表面的金相组织。 二、试样 1、取样及制备: 1)焊接试样从与产品钢材相同而且焊接工艺也相同的试块上取样,试样应包括母材、热影响区以及焊接金属的表面; 2)取样方法:原则上用锯切,如用剪切方法时应通过切削或研磨的方法除去剪切影响部分;3)试样被检查的表面应抛光,以便进行腐蚀和显微组织检验; 2、试样的敏化处理 1)敏化前和试验前试样用适当的溶剂或洗涤剂(非氯化物)除油并干燥; 2)焊接试样直接以焊后状态进行试验。对焊后还要经过350℃以上热加工的焊接件,试样在焊后还应进行敏化处理。试样的敏化处理在研磨前进行,敏化处理制度为650℃,保温1小时,空冷。 三、试验方法 1、试验溶液:将100克符合GB/T9854的优先级纯草酸溶解于900ml蒸馏水或去离子水中, 配置成10%草酸溶液; 2、实验仪器和设备:阴极为奥氏体不锈钢制成的钢杯或表面积足够大的钢片,阳极为试样, 如用钢片作阴极时要采用适当形状的夹具,使试样保持于试验溶液中,浸蚀电路如图1所示。 1——不锈钢容器 2——试样 3——直流电源 4——变阻器 5——电流表 6——开关 图1 电解浸蚀装置图 3、试验条件和步骤: 1)把浸蚀试样作阴极,以不锈钢杯或不锈钢片作为阴极,倒入10%草酸溶液,接通电流。阳极电流密度为1A/cm2,浸蚀时间为90s,浸蚀溶液温度为20℃~50℃。 2)试样浸蚀后,用流水洗净,干燥。在金相显微镜下观察试样的全部浸蚀表面,放大倍数为200倍~500倍,根据表1、表2和图2~图8判定组织的类别。 3)每次试验使用新的溶液。 4、浸蚀组织的分类 1)显示晶界形态浸蚀组织的分类见表1;

提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见

提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见 (l)掌握金属元素的性质和作用以及适宜的加人量、使用方法,在铝合金中加人有益于提高耐腐蚀性的元素,如Si、Mg、Mn等是获取耐腐蚀合金的一条重要途径。比如,Al一Mg、Al一Si、Al一Si一Cu一Mn一Mg等系合金均具有较好的耐腐蚀性。这方面已有许多成熟的方法,此不再赘述。 (2)微量元素和杂质对合金耐腐蚀性的影响,严控有害元素或杂质的进入或抑制其作用,充分发挥有益元素或杂质提高合金耐腐蚀性。为满足适宜的使用性能和铸造性能,在熔炼铝合金时除添加一定的主要金属元素外,还需添加一些微量元素如Re、Na、Sr、P、Mn、Ca、Ni、Ti、Cr、Zn等。原辅材料及合金熔炼过程中不可避免地带人某些微量元素和杂质,给铸造铝合金的耐腐蚀性带来不可忽视的影响。如图la、图lb,两个试样同属ZL104,在同样的条件下,腐蚀同样时间,图1a未经过精炼、净化,杂质含量高(4一5级),图lb已经精炼、净化,杂质含量低(1级)。 图1a 图1b 由图看出,前者受腐蚀程度较后者严重得多。一是因为其进人合金的途径随机性大;二是含量低,即使用原子吸收光谱也不易测定。如图2为同炉样件做Na变质衰退实验,无锡、上海两地原子光谱分析结果相差较大,而S:的分析结果较相近,符合实际。正因此,合金材料标准中也没有其技术参数。但它们残留在合金中,有的成为杂质直接降低合金的耐腐蚀性,如Pb、Sn、Bi等;有的损害有益元素或杂质强化合金耐腐蚀性或其它使用性能,如P对Sr、Ca对Sr、CL对Na等均有反作用等。因此,如何控制这些微量元素或杂质,尽量去除或抑制其有害于合金耐腐蚀性的一面,又充分发挥其有益一面,是我们铸造工作者需要认真对待的课题。 图2a 图2b 铸造铝合金耐蚀性直接影响其开发应用 (l)在铝合金中加人适量的有利于提高耐蚀性的元素如Si、Mg、Mn等,是获得耐蚀铸造铝合金的一条重要途径。 (2)熔炼工艺规范化。在熔炼铸造铝合金过程中,适时、适量加人某些有益于提高合金耐蚀性的微量元素或杂质对其进行适宜的精炼、净化、变质、细化处理,以获得优质合金液,可提高铸造铝合金耐蚀性。 (3)铸件表面的清净及其适宜的处理仍是提高其耐蚀性的有效措施。

不锈钢的耐腐蚀性能

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。

不锈钢晶间腐蚀试验规程

1.主题内容与适用范围 本标准规定了不锈钢硫酸—硫酸铜试验方法的试验设备,试验条件和步骤,试验结果的评定和试验报告的要求。 本标准适用于本厂不锈钢晶间腐蚀试验。 2.试样的选取 2.1 压力加工钢材的试样从同一炉号、同一批热处理和同一规格的钢材中选取。 2.2 焊接试样从产品钢材相同而且焊接工艺也相同的试板上选取。 2.3 试样尺寸及选取方法见表一。 3.试样的制备 3.1 试样用锯切取,如用剪刀时,应通过切削或研磨方法除去剪刀的影响部份。 3.2 试样上有氧化皮时,要通过切削或研磨除掉。需要敏化处理的试样,应在敏化处理后研磨。 3.3 试样切取及表面研磨时,应防止过热,被试验的试样表面粗糙度R a必须小于0.08μm。不能进行研磨的试样,根据双方协议也可采用其他方法处理。 试样尺寸及选取方法表一mm

4. 试样的敏化处理 4.1 试样的敏化处理在研磨前进行。 4.2 敏化处理前试样用适当的溶剂或洗涤剂(非氧化物)去油并干燥。 4.3 含碳量大于0.08%,不含稳定化元素的钢种不进行敏化处理。 4.4 对超低碳钢(碳含量不大于0.03%时)或稳定化钢种(添加钛或铌),敏化处理温度为650℃,压力加工试样保温2小时,铸件保温1小时。 4.5 含碳量大于0.03%,不大于0.08%,不含稳定化元素并用于焊接的钢种,应以敏化处理的试样进行试验。敏化处理制度在协议中另行规定。 4.6 焊接试样直接以焊后状态进行试验。对焊后还要经过350℃以上热加工的焊接件,试样在焊后还应进行敏化处理,敏化处理制度在协议中另行规定。 5. 试验设备 5.1 1容量为1-2L带回流冷凝器的启口—锥形烧瓶。 5.2 使试验溶液能保持微沸状态的加热装置。 6. 试验条件和步骤: 6.1 试验溶液:将100g硫酸铜(GB665 分析纯)溶介于700毫升蒸馏水或离子水中,再加入100ml硫酸(GB625 优级纯),用蒸馏水或去离子水稀释至1000ml,配制成硫酸—硫酸铜溶液。 6.2 试验前将试样用适当的溶剂或洗涤剂(非氯化物)去油并干燥。 6.3 在烧瓶底部铺一层铜屑(纯度不小于99.5%),然后放置试样。保证每个试样与铜屑接触的情况下,同一烧瓶中允许放几层同一钢种试样。但是试样之间要互不接触。 6.4 试验溶液应高出最上层试样20mm以上,每次试验都应使用新试验液。 6.5 将烧瓶放在加热装置上,通以冷却水,加热试验溶液,使之保持微沸状态。试样连续16小时。 6.6 试验后取出试样、洗净、干燥、弯曲。 7. 试验结果评定 7.1 压力加工件和焊接件试样弯曲度为180°,焊接接头沿溶合线进行弯曲。 7.2 试样弯曲用的压头直径,当试样厚度不大于1mm时,压头直径为1mm,当试样厚度大于1mm 时,压头直径为5mm。 7.3 弯曲后的试样在10倍放大镜下观察弯曲试样外表面,有无因晶间腐蚀而产生的裂纹。从试样的弯曲部位棱角产生的裂纹,以及不伴有裂纹的滑移线,绉纹和表面粗糙等都不能认为是晶间腐蚀而产生的裂纹。 7.4 试样不能进行弯曲评定或弯曲裂纹难以判定时,则采用金相法观察。金相磨片经浸蚀后,

浅谈铝合金罐车的超强抗腐蚀能力

浅谈铝合金罐车的超强抗腐蚀能力 近年来铝及合金在汽车工业的使用越来越广泛,除了因其重量轻之外,其优良的抗腐蚀性是另一个主要原因。 随着人们对铝及铝合金的优越性能的逐渐了解,其在专用汽车上的应用会越来越广泛。但是,在生产使用过程中,由于不正确的设计与使用也会引起铝及铝合金的腐蚀。 一、酸碱对铝及铝合金的影响。 铝与空气中的氧或水接触后产生氧化铝,厚度约为5%~10%,在铝表面形成了一个保护层。氧化膜分解的速度取决于PH值的大小,在酸或碱性介质中分解很快,而在中性环境中分解则很慢。在PH值为5~9时(如河水、雨水及自来水PH值约为7),氧化膜很稳定。 除了所处环境的PH值外,不同种类的酸对铝和铝合金产生不同的影响。如,盐酸和硫酸对铝具有很强的腐蚀性,并随着酸性的增加而加剧;而浓硝酸则对铝无影响,实际上它与铝的氧化反应还可略微加固氧化层。实际应用中通常用浓度大于50%的浓硝酸来酸洗铝及铝合金。在碱性的环境中,氢氧化钠及氢氧化钾即使在浓度很稀的情况下对铝的腐蚀也很严重,而相同PH值的氨水溶液对铝的腐蚀却远没有那么严重。 二、合金元素的影响 一些铝合金的元素可提高氧化膜的保护作用,如镁铝合金即氧化镁和氧化铝结合在一起,可显著提高铝合金在潮湿及海洋环境下的抗

腐蚀能力。相反,一些合金元素,如铜则会削弱氧化膜的保护作用,降低潮湿环境下的防腐蚀能力。 三、铝及铝合金的几种腐蚀方法 1、点状腐蚀 铝在几乎所有的自然环境中PH值接近中性时点蚀很易发生。点蚀对铝的影响与其它金属不同,它是被白色气泡(AL(OH)3)所覆盖,大且松散。经验表明,在成形及焊接过程中形成的擦伤划痕与潮湿空气接触后的几个星期后就会形成点蚀。点蚀形成后,其深度和方向的发展不象其他金属的腐蚀物质是溶于水的,铝的腐蚀物质AL(OH)3不溶于水,一旦形成就沾附在点蚀空穴里。点蚀在最初几个月里一旦形成,深度不再继续增加。半成品铝贮存在室外或潮湿的环境里,在最早的几个星期里,能保持表面的点状腐蚀。这种极小的点状腐蚀,即使在潮湿或海洋条件下,贮藏几个月也不会超过0.1mm的深度,如果空气不被污染,这种极小的腐蚀一旦形成就不再增加。 综上所述说明汽车部件用铝合金制作,即使没有保护,在自然环境和各种气候中,也能使用数十年。 2、双金属腐蚀 铝与普通钢或不锈钢接触会出现双金属腐蚀,如:铝合金罐体被放在钢制的底盘上。双金属腐蚀是指两种不同的金属或合金连接,在潮湿或导电的环境中,其中一种消耗而另一种不变。铝的整个双金属反应可表达为:AL+H2O=AL(OH)3+H2,这说明,有三个条件必须被满足,双金属腐蚀才能发生。若接触的地方潮湿,介质导电性越强,双金属

晶间腐蚀

不锈钢产品晶间腐蚀的危害和防止措施 自然界的腐蚀无处不在,腐蚀给人类带来的危害和损失远远的超过了火灾、水灾和地震等自然灾害的总合,它可以在不知不觉中毁掉你能看到的东西,腐蚀造成损失是非常巨大的,而由于腐蚀引起的突发恶性事故,不仅仅带来巨大经济损失,而往往会引发火灾、中毒、爆炸、人身伤亡等灾祸,造成严重的社会后果,应引起我们的高度重视。据资料统计在石油化工设备腐蚀失效设备中,我国每年因金属腐蚀造成的损失至少200亿,晶间腐蚀占了9%左右。 1.晶间腐蚀的特征: 晶间腐蚀与一般的腐蚀不同,它不是从金属外表面开始,而是集中发生在金属的晶界区,沿着金属晶界向内部扩展。这种腐蚀使得金属在外表面看不出任何迹象的情况下,完全丧失其力学性能,危害极大。已晶间腐蚀的不锈钢产品,表面看起来还是很光亮的,但是内部已经损坏,严重时已失去金属的声音,在外表面轻轻的敲击就会破碎成细粒。用显微镜观察,发现晶界已成网状,晶界区因腐蚀已造破坏,这时晶粒已接近分离状态,稍受外力作用即发生晶界断裂,成为粉末,造成设备破坏和人员伤亡。晶间腐蚀隐蔽性强是突发事故,危害巨大。 2.晶间腐蚀原因: 介质:引起A氏体不锈钢晶间腐蚀的介质主要酸性介质,如工业醋酸、硫酸、硝酸、草酸、盐酸等,在强氧化性介质中,随着不锈钢中Cr含量的减少,出现晶界贫Cr,因此晶界的腐蚀速度远远大于晶粒本体的腐蚀速度。 不锈钢是否产生晶间腐蚀以及腐蚀的程度取决于产品的受热过程,不锈钢在450°C~850°C范围内加热,有产生晶间腐蚀的倾向,其中在650°C~750°C范围内加热对晶间腐蚀最为敏感,此温度称为“敏化温度”,在敏化温度下产生的晶间腐蚀倾向的时间最短,加热时间越长,晶间腐蚀的倾向越大。 晶界合金元素的贫Cr化是产生晶间腐蚀的主要原因,不锈钢在450°C~850°C范围内,Cr的碳化物主要在晶间析出,这种碳化物中Cr的含量远高于基体中的含Cr量,势必引起临近区域Cr的集聚和扩散,从而形成贫Cr区(Cr<12%),贫Cr区不能抵抗某些介质的腐蚀,就形成晶间腐蚀。 钢种的含碳量越高,碳向晶界扩散的倾向越大,晶间腐蚀的倾向就越大, 发生晶间腐蚀的电化学条件 晶粒和晶界区的组织不同,电化学性质存在显著差异,晶界为阳极,晶粒为阴极,两级的电位不同,形成电位差,这是产生晶间腐蚀的内因。 腐蚀和应力、晶界间的不均匀性有关,晶粒和晶界间的差异要在一定的条件和环境温度下才能显露出来,在腐蚀介质和内外应力的作用下,晶界的电化学腐蚀就显现出来了,这是产生腐蚀的外因条件。

各种不锈钢的耐腐蚀性能

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。

铝合金的腐蚀

铝合金的腐蚀 W.Forture Smitn M.Sc王奎民 【摘要】:1.铝有良好的耐腐蚀性是由于在它的表面上形成铝氧化物的保护层。某些合金元素不能影响铝的腐蚀性能。然而,大多数合金元素由于引起腐蚀电流和破坏氧化物薄膜,从而降低了铝的耐腐蚀性能。2.金属腐蚀浸蚀的主要原因是: (a)金属本身的腐蚀电流。(b)腐蚀环境。(c)浸蚀(机械作用)。3.合金元素对铝的耐腐蚀性能的影响是不同的,形成固溶体的铝合金通常比形成化合物的更耐腐蚀。铝和锰或铝和镁(小于3%)的固溶体有良好的耐蚀性。铝—镁—硅合金是可热处理铝合金中最耐腐蚀的。铜和锌相当大地降低铝的耐腐蚀性能,所以,含有大量这些元素的可热处理铝合金,比纯铝的耐腐蚀性能低。4.均匀浸蚀、点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀裂纹是铝合金中出现的最重要的普通腐蚀类型。均匀浸蚀和点腐蚀可以在铝表面上任何地方出现,但是晶间腐蚀只发生在晶粒边界或晶界上。对晶间腐蚀敏感的铝合金施加应力,会引起应力腐蚀裂纹。5.铝—铜、铝—镁(大于3%镁)和铝—锌—镁合金,在一定条件下对晶间和应力腐蚀是敏感的。6.铝合金的防腐蚀方法有: (a)包铝。以高强合金作芯板,用对它呈阳极性的铝合金包复。这样,包铝层将会首先腐蚀。(b)表面处理。阳极化、电镀,涂层,化学转换涂层或涂搪瓷。7.铝耐很多弱酸,但却能被强碱和强酸溶液侵蚀。但例外的是,铝能耐浓度82%以上,温度大约为49℃的硝酸。 【关键词】:铝合金耐腐蚀性能镁合金晶间腐蚀应力腐蚀敏感性包铝层合金元素固溶体铜合金固溶热处理 【正文快照】: 铝的一个最好的性质,是在自然环境里有良好的耐腐蚀性。铝本来是一种根活·泼的金属,在空气中容易氧化,形成一种透明的铝氧化物薄膜。因此,铝有高的耐腐蚀性不是由于铝本身固有的本性,而是由于在铝的表面上形成铝的氧化物保护层。某些合金元素不会降低铝的耐腐蚀性,而其它一

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