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深圳市五金材料检测分析中心

发布时间:2017-04-15 15:39:39 来源:网络

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不锈钢中铬形成的钝化膜极薄而透明,肉眼几乎看不到,所能看到的依然是银亮光泽的金属表面,所以钝化膜对不锈钢材料的外观没有影响。这层膜阻止金属被进一步腐蚀,

并还具有自我修复的能力,一旦遭到破坏,钢中的铬会与介质中的氧重新生成钝化膜,继续起保护作用。  

不锈钢中铬的最低含量各个国家标准不同,我国一般认为铬含量不应小于12%。实际上,不锈钢耐蚀性对铬元素的含量要求,取决于腐蚀介质的种类、浓度、温度、压力、流动速度,以及钢中除铬以外的其它元素等众多因素。  

不锈钢成分对铬含量影响最大的是碳,碳是构成不锈钢的主要元素之一。因为碳与铬能形成碳化物,这会占用不锈钢的一部分铬。对于CrmCn这种碳化物来说,不锈钢中的碳要与52m/12n倍碳量的铬结合成碳化物。

也就是说不锈钢中含碳量越多,形成碳化物所需要的铬也越多,当钢中总铬量一定时,能够形成钝化膜的铬就会减少,钢的耐蚀性必然降低。同时,如前所述,碳是形成微电池阴极的材料,碳的增多会造成微电池组的增多从而降低耐蚀性。

因此碳虽然可以使钢材具有较高的强度,但这和其耐蚀性是相互矛盾的。为了有效确保不锈钢的耐蚀性,可以根据需要适当提高含铬量。除此之外,还可以在不锈钢中加入比铬和碳亲和力更大的元素,比如钛或铌。

由于合金元素与碳的亲和力大小按Fe、Mn、Cr、Mo、W、Nb、V、Zr、Ti的排列顺序增加,因此加入钛或铌时,它们会和不锈钢中的碳结合,释放出铬,可以提高不锈钢的耐蚀性。  总的来说,目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大多数不锈钢的含碳量在0.1%-0.4%之间,耐酸钢则以含碳0.1%-0.2%的居多。毕竟在大多数使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的的。  

在提高不锈钢耐蚀性方面,除了铬在其中起着决定性作用外,其他某些合金元素也会增 强不锈钢的耐蚀性,比如镍。Ni2+ /Ni的标准电极电势为-0.2363V,铁镍合金的电极电势随着镍的增加而增加,因此镍在合金中的耐蚀性不是钝化作用,而是使合金的热力学稳定性有所增加。这样的耐蚀作用,无论是对于氧化性介质还是还原性介质,都是有效的。但铁镍合金仅从热力学上并不能完全有效地抑制锈蚀,因此镍常常与铬同时存在于不锈钢中。这种组合,是铬的优良的钝化性能同镍对还原性介质一定的耐蚀性相配合,使不锈钢具有更高的耐腐蚀性能。  

另外,锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍的作用,钼和铜的添加也可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。  

实际上,不锈钢的耐蚀性是不锈钢中各种成分相互作用的结果。总的来说,不锈钢在耐腐蚀性能方面比普通钢有了显著提高。在铬的钝化作用下,使其具有耐腐蚀性,同时不锈钢中常见的其他成分如镍、锰、氮、钼、铜等元素也对提高其耐蚀性具有一定影响。  

不锈钢的“不锈”是相对的,耐腐蚀是相对于普通钢而言。不锈钢不容易生锈,但不是绝对不生锈,只是在相同条件和环境中,较普通钢而言不容易腐蚀生锈。

若不锈钢表面微小“锈孔”迅猛增加而来不及形成钝化膜,也会造成不锈钢受到大规模腐蚀。因此,防止制造品之间相互碰撞,避免其长时间接触酸碱盐等介质,这些防止普通钢生锈的方法也同样适用于不锈钢。



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