细说不锈钢晶间腐蚀

1 问题的提出

技术统一规定常包括“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，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。（Fe 、Cr）23C6 的含铬量比奥氏体基体的含铬量高很多，它的析出自然消耗了晶界附近大量的铬，而消耗的铬不能从晶粒过扩散及时得到补充，因为铬的扩散速度很慢，结果晶界附近的含铬量低于钝化必须的的限量（即12 %Cr）,形成贫铬区，因而钝态受到破坏，晶界附近区域电位下降，而晶粒本身仍维持钝态，电位较高，晶粒与晶界构成活态———钝态微电偶电池，电池具有大阴极小阳极的面积比，

这样就导致晶界区的腐蚀。 2. 2 晶界杂质选择溶解理论在生产实践中，我们还了解到奥氏体不锈钢在强氧化性介质（如浓硝酸）中也能产生晶间腐蚀，但腐蚀情况和在氧化性或弱氧化性介质中的情况不同。通常发生在经过固溶处理的钢上，经过敏化处理的钢一般不发生。当固溶体中含有磷这种杂质达100ppm 时或硅杂质为1000 - 2000ppm 时，它们便会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化性介质作用下便发生溶解，导致晶间腐蚀。而钢经敏化处理时，由于碳可以和磷生成（MP）23C6 , 或由于碳的首先偏析限制了磷向晶界扩散，这两种情况都会免除或减轻杂质在晶界的偏析，就消除或减弱了钢对晶间腐蚀的敏感性。

上述两种解释晶间腐蚀机理的理论各自适用于一定合金的组织状态和一定的介质，不是互相排斥而是互相补充的。生产实践中最常见的不锈钢的晶间腐蚀多数是在弱氧化性或氧化性介质中发生的，因而绝大多数的腐蚀实例都可以用贫铬理论来解释。

3 引起晶间腐蚀的介质环境

引起常用奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质，主要有两类。一类是氧化性或弱氧化性介质，一类是强氧化性介质，如浓硝酸等。常见的是第一类，下面列出常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质环境。

3. 1 常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀介质

在G. A. Nelson 编制的“腐蚀数据图表”中列出了常见的引起奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的介质：醋酸，醋酸+ 水酸，硝酸铵，硫酸铵，铬酸，硫酸铜，脂肪酸，甲酸，硫酸铁，氢氟酸+ 硫酸铁，乳酸，硝酸，硝酸+ 盐酸，草酸，磷酸，海水，盐雾，硫酸氢钠，次氯酸钠，二氧化硫（湿）,硫酸，硫酸+ 硫酸铜，硫酸+ 硫酸亚铁，硫酸+ 甲醇，硫酸+ 硝酸，亚硫酸，酞酸，氢氧化钠+ 硫化钠。

3. 2 晶间腐蚀倾向性试验

奥氏体不锈钢使用于可能引起晶间腐蚀的环境时，应按GB4334. 1～GB4334《不锈钢晶间腐蚀试验方法》进行晶间腐蚀倾向性试验。奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验方法的选用及其合格要求应符合下列规定：

（1）在温度大于等于60 ℃，且浓度大于等于5 %的硝酸中使用的奥氏体不锈钢以及浓硝专用不锈钢，应按GB4334. 3《不锈钢65 %硝酸腐蚀试验方法》进行试验，五个周期的平均腐蚀率或三个周期的腐蚀率应不大于0. 6g/

m2 h （或相当于0. 6mm/a）。试样状态可为使用状态或敏化状态。

（2）铬镍奥氏体不锈钢（如0Cr18Ni10Ti , 0Cr18Ni9 , 00Cr19Ni10 及相类似钢材）: 一般要求：按GB4334. 5《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》，弯曲试验后，试样表面不得有晶间腐蚀裂纹。较高要求：按GB4334. 2《不锈钢硫

酸—硫酸铁腐蚀试验方法》，平均腐蚀率应不大于1. 1g/ m2 h 。

（3）含钼奥氏体不锈钢（如0Cr18Ni12Mo2Ti ,

00Cr17Ni14Mo2 及相类似钢材）: 一般要求：按GB4334. 5《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》，弯曲试验后，试样表面不得有晶间腐蚀裂纹。较高要求：按GB4334. 4《不锈钢硝酸—氢氟酸腐蚀试验方法》，腐蚀度比值不大于1. 5。也可按GB4334. 2《硫酸—硫酸铁试验方法》，平均腐蚀率应不大于1. 1g/m2 h 。

（4）介质有特殊要求时，可进行上述规定以外的晶间腐蚀试验，并规定相应的合格要求。

4 防止和控制晶间腐蚀的措施

根据腐蚀机理，防止和控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施有以下几种：

（1）采用超低碳不锈钢降低碳含量到0. 03 %以下，如选用00Cr17Ni14Mo2 , 使钢中不形成（Fe 、Cr）23C6 ,不出现贫铬区，防止晶间腐蚀的产生。一般强度不高，受力不大，要求塑性好的零件，从经济角度出发，可选用

0Cr18Ni9 等。

（2）稳定化不锈钢选用钢中含钛和铌的不锈钢，（即我们常说的稳定化不锈钢）, 冶炼钢材时加入一定量的钛和铌两种成分，它们和碳的亲和力大，使钢中形成TiC 或

NbC , 而且TiC 或NbC 的固溶度又比（Fe 、Cr）23C6 小得多，在固溶温度下几乎不溶于奥氏体中。这样，虽然经过敏化温度时，（Fe 、Cr）23C6不致于大量在晶界上析出，在很大程度上消除了奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的倾向。如1Cr18Ni9Ti 、1Cr18Ni9Nb 等钢，可在500～700 ℃围工作，不会有晶间腐蚀倾向。

（3）重新进行固溶处理当对奥氏体不锈钢进行电焊时，电弧熔池的温度高达1300 ℃以上，焊缝两侧温度随距离的增加而下降，其中存在敏化温度区。应尽量避免奥氏体不锈钢在敏化温度围受热和缓慢冷却，若发现有晶间腐蚀倾向，一般对非稳定化的不锈钢多加热到1000～

1120 ℃，保温按每毫米1～2 分钟计，然后急冷；对稳定化不锈钢以加热到950～1050 ℃为宜。经固溶处理后的钢仍要防止在敏化温度加热，否则碳化铬会重新沿晶界析出。

（4）选用正确的焊接方法焊接时，如果操作不熟练或焊接材料过厚，焊接时间越长则停留在敏化温度区的机会愈多，结果使焊缝两侧的母材产生对晶间腐蚀的敏感性。为了减轻焊接接头的敏感性，焊接中应尽量减小线能量的输入。一般氩弧焊要比电弧焊的输入线能量低，因而焊接和焊补应当采用氩弧焊。对于焊接件应选用超低碳不锈钢或含Ti 、Nb稳定化元素的不锈钢，对于焊条应选用超低碳焊

条或含Nb 的焊条。采用氩弧焊焊接时，为避免焊接接头过热，操作要快，焊后要快速冷却，尽量减少焊缝两侧母材在敏化温度围停留的时间。

5 焊后处理焊缝区不一定都强调焊后热处理，一般固溶处理要在1100～1150 ℃围保温一定时间后急冷，三分钟要完成925～540 ℃温度围的冷却，在继续快冷到425 ℃以下；稳定化处理要在850～880 ℃温度围保温几小时后空冷。预期的焊后热处理效果，同热处理全过程的各个关键工艺参数（如进炉温度、升温速度、升温过程中工件各部位的温差、炉气氛、保温时间、保温过程中各部位的温差、降温速度、出炉温度等）紧密相连。

对用于可能引起晶间腐蚀环境的奥氏体不锈钢容器，一般零部件的固溶处理或稳定化处理可以实现。而对整台容器（多为换热器）焊缝进行焊后热处理将面临重重困难。这类处理不是局部的焊后热处理，而是整个焊接部件或整台容器焊后热处理。由于大多数化工容器的结构形状复杂（比如我们常用的管壳式换热器）。

如果要求对整台管壳式换热器焊缝区焊后固溶或稳定化处理，上述的关键工艺参数根本得不到控制，更谈不上保证焊后热处理质量。即便处理也往往弄巧成拙，不仅焊缝组织结构未能得到改善，母材组织结构反而遭到不应有的恶化。因此，即使用于晶间腐蚀环境的奥氏体不锈钢制的

化工容器，90 %以上仍为焊后态使用，而不是焊后热处理态使用。 6 一点看法铬镍奥氏体不锈钢是最常用的抗腐蚀材料，而晶间腐蚀是铬镍奥氏体不锈钢容器最常见的失效形式。晶间腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱，严重时可使机械强度完全丧失。遭受这种腐蚀的不锈钢，表面看来还很光亮，但经不起轻轻敲击便破碎成细粒。由于晶间腐蚀不易检查，所以，造成设备的突然破坏，它的危害性很大，应引起我们足够的重视。

铬镍奥氏体不锈钢容器基本上是靠焊接成型的，而焊接接头两侧是晶间腐蚀敏化区，它总是比母材先受到腐蚀破坏。通过焊后热处理，提高焊缝区抗晶间腐蚀的能力，达到和母材同等程度，这是我们追求的目标，是我们进行焊后热处理的初衷。但是在付诸实践中，有许多因素要考虑，比如：焊件整体结构形状复杂，焊后热处理工艺参数难以保证，因此，实际上绝大部分在役的铬镍奥氏体不锈钢在焊后态使用。

对用于抗晶间腐蚀的铬镍奥氏体不锈钢制容器焊缝区是否作固溶处理或稳定化处理，不能简单的一概而论，应具体分析容器的结构形状，分析是否能保证热处理的效果，否则即使我们提出了焊后热处理的要求，但往往会事与愿违，不仅达不应有的效果，反而会影响母材的组织结构。

为了提高铬镍奥氏体不锈钢容器抗晶间腐蚀的能力，

不锈钢晶间腐蚀问题

不锈钢晶间腐蚀问题晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。这种腐蚀是在金属（合金）表面无任何变化的情况下，使晶粒间失去结合力，金属强度完全丧失，导致设备突发性破坏。许多金属（合金）都具有晶间腐蚀倾向。其中不锈钢、铝合金及含钼的镍基合金晶间腐蚀较为突出。如有应力存在，由晶间腐蚀转变为沿晶应力腐蚀破坏。贫化理论认为，晶间腐蚀是由于晶界析出新相，造成晶界附近某一成分的贫乏化。如奥氏体不锈钢回火过程中（400-800℃）过饱和碳部分或全部以Cr23C6 形式在晶界析出，造成碳化物附近的碳与铬的浓度急剧下降，在晶界上形成贫铬区，贫铬区作为阳极而遭受腐蚀。对于低碳和超低碳不锈钢来说，不存在碳化物在晶界析出引起贫铬的条件。但一些实验表明，低碳，甚至超低碳不锈钢，特别是高铬、钼钢，在650-850℃受热时，在强氧化介质中，或其电位处于过钝化区时，也发生晶间腐蚀。铁素体不锈钢在900℃以上高温区快冷（淬火或空冷）易产生晶间腐蚀。即使极低碳、氮含量的超纯铁素体不锈钢也难免产生晶间腐蚀。但在700-800℃重新加热可消除晶间腐蚀。由此可见，铁素体不锈钢焊后在焊缝金属和熔合线处易产生晶间腐蚀。18Cr-9Ni 钢在温度高于750℃时，不产生晶间腐蚀，而在600-700℃区间，晶间腐蚀倾向最严重。当温度低于600℃时，需长时间才能产生晶间腐蚀倾向，温度低于450℃时基本不产生晶间腐蚀倾向。检验某种钢材是否有晶间腐蚀倾向，一般采用敏化处理工艺。钢材加热到晶间腐蚀最敏感的，恒温处理一定时间，这种处理工艺称为敏化处理，产生晶间腐蚀最敏感的温度叫敏化温度。18-8 不锈钢最敏感温度为650-700℃，产生晶间腐蚀倾向所需要的最短时间为1-2小时。不锈钢中，除了主要成分Cr、Ni、C 外，还含有Mo、Ti、Nb 等合金元素。它们晶间腐蚀的作用如下：1．碳：奥氏体不锈钢中碳量越高，晶间腐蚀倾向越严重，导致晶间腐蚀碳的临界浓度为0.02%（质量分数）。 2．铬：能提高不锈钢耐晶间腐蚀的稳定性。当铬含量较高时，允许增加钢中含碳量。例如，当不锈钢中铬的质量分数从18%提高到22%时，碳的质量分数允许从0.02%增加到0.06%。 3．镍：增加不锈钢晶间腐蚀敏感性。可能与镍降低碳在奥氏体钢中的溶解度有关。 4．钛、铌：都是强碳化物生成元素，高温时能形成稳定的碳化物TiC 及NbC，减少了碳的回火析出，从而防止了铬的贫化。防止晶间腐蚀的措施：（1）降低含碳量。当钢中碳的质量分数在0.03%以下时，即使在700℃较长时间回火也不会产生晶间腐蚀。（2）加入固定碳的合金元素。对含Ti、Nb 元素的18-8不锈钢，在高温下使用时，要经过稳定化处理。即在常规的固溶处理后，还要在850-900℃保温1-4 小时，然后空冷至室温，以充分生成TiC 及NbC。（3）固溶处理。固溶处理能使碳化物不析出或少析出。但对含Ti、Nb 的不锈钢还要进行稳定化处理。（4）采用双相钢。采用铁素体和奥氏体双相钢有利于抗晶间腐蚀。由于铁素体在钢中大多沿奥氏体晶界分布，含铬量又较高，因此，在敏化温度受热时，不产生晶间腐蚀。

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

不锈钢的品质特性及其要求

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

不锈钢腐蚀实验报告

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。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。

金属腐蚀与防护的实验报告中南大学粉冶院

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；

不锈钢金相一、铁素体不锈钢成分、牌号、特点成分含Cr11~30

不锈钢金相一、铁素体不锈钢： ?成分、牌号、特点 ?成分：含Cr：11~30%，尚可含少量的Mo、Nb、Ti，基本上不含Ni。Cr17型和 Cr25型 ?常用牌号：06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo、008Cr27Mo、008Cr30Mo2等 ?特点：加热不发生相变不能采用热处理来强化；有强磁；冷加工成型和焊接工艺较差；具有三种脆性倾向：475℃、相析出脆、高温脆性铁素体+ M7C3（或M23C6），如长期时效（500～800 ℃）σ相析出。 ?400～550℃内长时间加热，耐蚀性下降，出现脆化。加热至600 ℃，保温一小时后快冷可消除。 ?900 ℃以上加热，晶粒会长大，且不能细化，需控制温度。 1Cr17钢：900℃空冷铁素体＋碳化物淬火后组织为铁素体＋低碳马氏体二、马氏体不锈钢成分：含Cr12～14%，含C：0.1～0.4%，Cr13型。常用牌号：12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13等。特点：含碳量较高，淬火后得到马氏体组织；有较高的强度、硬度、耐磨性；通过热处理得到所要求的性能；切削加工性能较好。焊接性能差；有回火脆性。退火或高温回火：铁素体+ M23C6 淬火：马氏体+少量δ铁素体（高温相）淬火+高温回火：保留马氏体位向索氏体（过热：晶粒粗大，大量δ铁素体形成；欠热：未溶解碳化物存在）。淬火+低温回火：回火马氏体

1Cr13淬火：1000℃ ～1050℃，组织为马氏体＋少量δ铁素体，再650回火：为回火索氏体＋铁素体三、奥氏体不锈钢成分：含Cr ：16～25%，含Ni ：7～20%，基本成分18%Cr ，8%Ni 。常用牌号：304（18Cr-8Ni ）、321 （18Cr-9Ni-Ti ）、347 （18Cr-9Ni-Nb ） 316（18Cr-12Ni-2.5Mo ）等特点：不能热处理强化；无磁性，具有优异的的耐腐蚀性；有良好的冷热成型性和焊接性能；切削加工较困难。固溶处理：1050～1100℃，组织：奥氏体+少量铁素体（过热：晶粒长大，δ铁素体形成）。敏化：500～850℃，组织：晶界析出 M23C6 晶界贫铬稳定化： 850～900℃，组织：A+MC （TiC 、NbC ）抑制晶间腐蚀消除应力：低温处理：300~350℃，高温处理800℃以上；消除σ相：通过820℃以上的加热或固溶处理消除。 1000℃～1100 ℃固溶：奥氏体单一组织奥氏体＋少量铁素体

不锈钢的性能与特性.

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；

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。

不锈钢特性及氯离子腐蚀

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

不锈钢腐蚀

不锈钢压力容器制造管理规定（１９９４年５月１６日）第一章总则第一条为了提高不锈钢压力容器制造的质量，确保其安全使用，特制定本规定。第二条不锈钢压力容器的制造除应符合ＧＢ１５０《钢制压力容器》、ＧＢ１５１《钢制管壳式换热器》、《压力容器安全技术监察规程》、及设计图样和有关技术要求外，还应符合本规定。第三条本规定适用于不锈钢压力容器的制造单位。常压不锈钢容器的制造可参照本规定执行。第二章材料第四条用于制造压力容器的不锈钢材料及焊材均应符合相应的国家和行业标准。进口材料的技术性能符合国外有关规定的同时，还必须符合我国有关标准、规范。其质量证明书应由材料生产单位提供，内容必须齐全、准确。第五条钢用于制造一、二类压力容器主要受压元件的不锈钢材料，其质量证明书中项目不全或实物标志不清时，须进行必要的检验或试验，判明其牌号符合相应的质量标准后方可使用。用于制造三类压力容器主要受压元件的不锈钢材料，除按有关要求进行必要的化学成份、力学性能和弯曲性能复验外，对有抗晶间腐蚀要求的，应对材料的抗晶间腐蚀性能进行复验。第六条不锈钢材料需作晶间腐蚀复验的，按ＧＢ４３３４《不锈钢晶间腐蚀试验》或ＧＢ１２２３《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》进行，设计图样另有规定的除外。第七条制造压力容器的不锈钢不得有分层，表面不允许有裂纹、结疤。经酸洗供应的不锈钢板表面不允许有氧化皮和过酸洗。第八条不锈钢原材料应按钢号、规格、炉批号分类在室内放置。并与碳素钢材料有严格的隔离措施。第九条不锈钢材料上应有清晰的入库标记。该标记应采用元氯无硫记号笔书写，不得打钢印，不得使用油漆等有污染的物料书写。第三章制造环境第十条不锈钢压力容器的制造应有独立、封闭的生产车间或专用固定生产场地，应与碳素钢制品严格隔离。不锈钢压力容器如附有碳素钢零部件，其零部件应分开制造。第十一条为防止铁离子和其它杂质的污染，不锈钢压力容器生产场所保持清洁、干燥，严格控制灰尘。地面应铺设橡胶或木质垫板。生产中应使用专用的滚轮架、吊夹具以及工装设备。第十二条在不锈钢压力容器制造过程中，操作人员应穿着软质橡胶工程鞋，鞋底不得带有铁钉等尖税异物。第十三条不锈钢零部件，应配有木质堆放架，不得任意堆放。在不锈钢零部件周转和运输过程中，应配备必要的防铁离子污染和磕划伤的运送工具。第十四条不锈钢材料在清除油脂、油漆之类的杂质后方可进行热加工，热成型或热处理过程使用的加热炉气氛中硫或硫化物的含量须符合有关标准。第十五条不锈钢压力容器的表面处理应有独立的场地，并配备必要的安全保护措施。第四章加工成型及焊接第十六条不锈钢板下料时，应将不锈钢板移至专用场地下料，严禁在不锈钢材料垛上

304不锈钢的腐蚀

304不锈钢的腐蚀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。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。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）23C8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（不含钛或铌的牌号），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用

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；

铁素体不锈钢发展与前景

铁素体不锈钢发展与前景 [我的钢铁] 2008-08-13 10:26:37 一．铁素体不锈钢的发展近年来，全球资源供应紧张，有色金属市场也水涨船高，尤其07年上半年以前是镍价不断攀升，给不锈钢企业带来了很大的成本压力。镍价的大幅波动以及房屋建筑领域需求的减少，使得300系不锈钢的需求受到影响（见下图1）。原材料价格的飞涨，使得一些低镍的奥氏体不锈钢开始在市场盛行，当然这也给铁素体不锈钢带来了一定发展空间。图 1 二．铁素体的分类与优势铁素体不锈钢成本低廉，价格稳定，并且具有许多独特的特点和优势，能够在多领域中替代奥氏体不锈钢。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢镍含量少，主要原料是铬和铁，为强化某些特殊性能，一些铁素体不锈钢还含有其他合金元素，如钼。同时铁素体不锈钢不仅拥有昂贵的奥氏体不锈钢大多数力学性能和耐蚀性能，还在一些性能上优于奥氏体，特别在成型性、耐蚀性、抗氧化性上表现出色，被称为“经济型”不锈钢。 1.铁素体不锈钢的化学成分

铁素体不锈钢分为五大类，其中前三类为标准牌号，是迄今为止用量最大且应用范围最广的不锈钢，此外，后两类为特殊牌号，使用于某些有特殊要求的领域（见图2）。图 2 第一类，由于含铬量最低，因此价格也最便宜，适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。其中，409型不锈钢主要使用在汽车排气系统中。而410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车，也有用作液晶显示器的外框。λ 第二类，即通常使用最广的430不锈钢，含较高的铬，具有较好的耐蚀性，通常在室内使用，典型的用途包括洗衣机滚筒，室内面板等，其多数性能与304类似，在某些领域可替代304不锈钢如厨房设施，洗碗机，壶和锅等。这类型具有足够的耐蚀性。λ 第三类，这类型较430型具有良好的焊接性和成形性。在多数情况下，其性能甚至优于304。典型用途包括水槽，热交换管（制糖业，能源等），汽车排气系统（比409寿命长）和洗衣机的焊接部位。这类型甚至可替代304用于性能要求更高的场合。λ 第四类，这类型添加了来钼增加耐蚀性，主要应用领域是热水箱，太阳能热水器，汽车排气系统，电加热壶和微波炉部件，汽车装饰条和户外面板等，其中，444钢的耐蚀性能与316相当。λ 第五类，这类型的耐蚀性和抗氧化性优于316，主要是通过添加了更多的铬和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。主要用于沿海和其它高耐蚀环境。例如JIS447的耐蚀性与金属钛相当。λ 2.铁素体不锈钢的优势

不同腐蚀环境下不锈钢的特点与选用

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

晶间腐蚀的定义

晶间腐蚀英文名称：intergranular corrosion;intercrystalline corrosion 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。而且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、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。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(HAZ)、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。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10~12%。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溶解度很小，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。数据表明，铬沿晶界扩散的活化能力162～252KJ/mol，而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol，即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小，内部的铬来不及向晶界扩散，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。不锈钢的敏化及预防措施含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（即不含钛或铌的0Cr18Ni9不锈钢），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳