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第五章 不锈耐蚀钢 序言 能抵抗大气或腐蚀介质中腐蚀的钢，腐蚀速度极 慢，而非完全不腐蚀。不仅要耐蚀，还要有好的力学 性能及加工性能。 按成份分为：铬不锈钢和铬镍不锈钢 ?按正火组织分：铁素体形不锈钢（F），马氏体形不锈钢（M），奥氏体型不锈钢（A）及奥氏体—铁素体型不锈钢（A-F）及沉淀硬化型不锈钢。 第一节 钢的耐蚀性 钢的耐蚀性 钢的耐蚀性 钢的耐蚀性 Ni和Mn均能提高不锈钢在各种非氧化性酸、 有机酸中的耐蚀性，且Mn比Ni更有效 p75,figure5-5,figure 5-6 Mo 提高钝化能力，扩大钝化介质范围。含Mo的钝 化膜稳定性高，能抗Cl－造成的点腐蚀 不锈钢中加入Cu、Pt等贵金属，促进钝化。 figure 5－7 随着不锈钢中Ni，Mo，Cu含量的增加，钢的耐蚀的硫酸浓度和温度范围显著扩大 腐蚀介质对不锈钢耐蚀性的影响 氧化性腐蚀介质中，不锈钢表面易钝化，钝化时间短，eg，HNO3中 非氧化性介质，含氧量低，钝化困难，钝化时间长，eg. 稀硫酸，盐酸，有机酸 当介质含氧量低到一定程度，不锈钢不能钝化，比碳钢腐蚀速度还快 腐蚀介质对不锈钢耐蚀性的影响 H＋使钝化困难，使钝化膜稳定性降低。所以在稀硫酸等非氧化性酸中，Cr18Ni难达到钝化状态，是不耐蚀的，这类钢中须加入Mo、Cu促进钝化膜形成的元素。 Cl－存在的腐蚀介质中，钢中必须含有适量的Mo，形成MoOCl2保护膜，防止点腐蚀 第二节 不锈耐蚀钢的组织 不锈耐蚀钢耐蚀性能比力学性能 和工艺 性能更重要 单相铁素体钢、单相奥氏体钢，是不锈 钢中耐蚀性较好的两类钢。 单相比双相更耐蚀 不锈钢的基本组织 ，五大类 p78～79 高Cr不锈钢中的475℃脆性 第三节 不锈耐蚀钢的腐蚀特性 ①均匀腐蚀 均匀腐蚀又称一般腐蚀或连续腐蚀.在均匀腐蚀中，腐蚀发生在金属裸露的整个表面上或零件使用的整个工作面上，均匀腐蚀会使零件受力的有效面积不断减小，直到完全破坏。均匀腐蚀在工业设备管理中容易察觉或可预测到, 故一般不致带来危险的失效事故。 金属腐蚀类型 ②晶间腐蚀 一般晶界较晶内具有较大的活性，当这种活性又被夹杂物或某一种合金元素的减少(或增多)进一步活化时，晶界的电位进一步降低，晶界、晶内电位差加大，这时则会引起晶界的深腐蚀，称为晶间腐蚀。 晶间腐蚀是一种危害很大的，容易造成设备事故的腐蚀破坏形式。 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 不锈钢的应力腐蚀 ③应力腐蚀 应力腐蚀指不锈钢在静拉伸应力和腐蚀介质共同作用下，材料发生破裂的现象, 应力腐蚀破裂是处于张应力状态下的合金在特定的腐蚀介质 (中,沿某种显微路径发生腐蚀而导致的破坏。腐蚀介质的作用是在钢内裂纹尖端处阳极溶解时促进裂纹的形成和扩展。 主要是氯化物盐、碱的水溶液、某些硝酸盐和部分化合物的溶液，以及蒸气介质) 应力腐蚀 含Cl－、H＋的介质诱发应力腐蚀，含Cl－更甚； 应力因素：只有张应力引发应力腐蚀；张应力越大，越敏感 p81，figure 5－14 温度因素：越高，越敏感 不锈钢组织和成分 铁素体钢不敏感，奥氏体钢敏感； Si， Cu提高应力腐蚀抗力，p81，figure 5－15 Ni，C降低敏感性，N促进敏感 应力腐蚀 采用含Si、Cu的钢种， 降低N含量及有害杂质，提高钢的纯度； 采用铁素体钢或奥氏体－铁素体复相钢 金属腐蚀类型 ④点腐蚀 ? 点蚀又称缝隙腐蚀、孔蚀，是发生在金属制件上极局部区域的一种腐蚀形式，它是由不锈钢的钝化膜局部破坏所引起的。这种破坏多数是由于溶液中含氯离子或氯化物盐引起的。蚀孔一旦形成，便迅速发展，直至穿透构件，点蚀也是危害较大和较常见的腐蚀破坏形式。 不锈钢的点腐蚀 第四节 不锈钢的强化与脆化 一、铁素体不锈钢 ①成分特点：低C ∠0.25%，仍以Cr为主要合金元 素，Ni几乎不加入； ②耐蚀特点：A）氧化性腐蚀介质中，抗腐蚀能力 很强，B）加入合金元素Mo，↑ 在有机酸或Cl- 的介质中抗腐蚀 能力 ③典型的铁体不锈钢有Cr17型，Cr25型，Cr28型 铁素体不锈钢 缺点：低韧性、高脆性 p83 figure 5－16 ①晶粒粗大：p82 钢δ体原子扩散快，粗化温度低， 粗化速度大，无相变，不能用重结晶细化晶粒，可加 入Ti控制晶粒长大； ②475℃脆性：Cr原子有序化形