相比于碳鋼和其他特殊鋼品類,不銹(xiu)鋼是為了解決和降低鋼鐵易銹蝕的問題而研發的。隨著人們開創性地將鉻、鎳、鉬、氮等元素加入鋼鐵材料中,各種圍繞“不銹性”開發的不銹鋼材料及相應的檢測技術應運而生,并在國計民生領域得到廣泛的使用,深刻地改變著人們的生活和社會的發展。


“不(bu)(bu)銹(xiu)”是相(xiang)對的(de),是有(you)條件的(de)。不(bu)(bu)同的(de)環境、不(bu)(bu)同的(de)介(jie)質、不(bu)(bu)同的(de)時長,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼同碳鋼一樣也可能會(hui)發生銹(xiu)蝕。


  不銹鋼(gang)鈍化處理就是讓不銹鋼表面與鈍化劑反應形成一層穩定的鈍化膜,從而保護不銹鋼基材不被氧化腐蝕導致生銹。鈍化膜的破壞也是不銹鋼發生腐蝕的原因,其本質是一種電化學反應。不銹鋼表面狀態即鈍化膜的性能、組成、結構與點腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕及應力腐蝕開裂和腐蝕疲勞等各類局部腐蝕的萌生有關,表面鈍化膜結構的完整性與均一性是不銹鋼耐腐蝕的重要原因之一。


  人們在金(jin)(jin)屬(shu)腐(fu)蝕電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)測試理(li)論(lun)基礎之上,圍繞鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)形成(cheng)、破壞行(xing)為進(jin)行(xing)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)鈍化(hua)(hua)行(xing)為的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究。通常(chang)采用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)或(huo)機械劃傷方法除去表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)后(hou),在介質環境中(zhong)記錄(lu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)表(biao)面(mian)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)生長的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)密度隨時間的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)關(guan)系。在金(jin)(jin)屬(shu)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)能研(yan)(yan)(yan)究方面(mian),我國(guo)的(de)(de)(de)曹(cao)楚南院(yuan)士(shi)進(jin)行(xing)了深(shen)入(ru)系統(tong)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究,他領(ling)導和開(kai)拓了我國(guo)腐(fu)蝕電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)領(ling)域的(de)(de)(de)發展,專著《腐(fu)蝕電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)原理(li)》論(lun)述(shu)了腐(fu)蝕電(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)的(de)(de)(de)特(te)殊規(gui)律,形成(cheng)了比較(jiao)完(wan)整的(de)(de)(de)理(li)論(lun)體系。他創造性(xing)地提(ti)(ti)出利用(yong)(yong)(yong)載波(bo)(bo)鈍化(hua)(hua)改進(jin)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)思想并(bing)經實(shi)驗證(zheng)明。從前國(guo)外研(yan)(yan)(yan)究者認為,在直流(liu)上疊(die)加交(jiao)流(liu)會使(shi)鈍化(hua)(hua)困難、鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)穩(wen)定性(xing)下降,但曹(cao)楚南院(yuan)士(shi)分析了國(guo)外實(shi)驗條(tiao)件后(hou)認為這一(yi)觀(guan)點不(bu)(bu)全面(mian),在適當控制條(tiao)件下疊(die)加交(jiao)流(liu)應該使(shi)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)穩(wen)定性(xing)提(ti)(ti)高。后(hou)來(lai)的(de)(de)(de)實(shi)驗證(zheng)實(shi)了曹(cao)楚南的(de)(de)(de)理(li)論(lun)分析,發現(xian)對(dui)于合金(jin)(jin)含量(liang)低的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)Cr13鋼(gang)(gang)經優選條(tiao)件載波(bo)(bo)鈍化(hua)(hua)后(hou),鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)穩(wen)定性(xing)可(ke)以(yi)提(ti)(ti)高幾個數量(liang)級(ji)。這就為延長不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)構件的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命和擴大(da)Cr13鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)范(fan)圍開(kai)辟了廣闊前景。


  不銹鋼的腐蝕形式多是局部腐蝕,據統計,點蝕約占23%,應力(li)腐蝕約占49%,全(quan)面腐蝕晶間腐蝕、腐蝕疲勞各占約9%。另外,在不銹鋼的研發過程中,往往需要采用某種加速腐蝕試驗,以測試研發的不銹鋼的耐蝕性能到底好不好。各種腐蝕形態有不同的耐蝕性標示方法,均勻腐蝕可用腐蝕率定量表征,如壓力容器標準中規定了可采用腐蝕裕量的方法提高安全性,推薦不銹鋼的腐蝕裕量一般應不小于2毫米。但大多數的局部腐蝕無法直接采用腐蝕率表征,耐蝕性表征方法各不相同,如晶間腐蝕常用通過性試驗進行判斷;點腐蝕和縫隙腐蝕常用標準試驗方法測定其在6%FeCl3溶液中的臨界點腐蝕溫度(CPT)和臨界縫隙腐蝕溫度(CCT)來定量標示;耐應力腐蝕性能常用標準的MgCl2或NaCl溶液,在規定應力下產生應力腐蝕的時間來標示;腐蝕疲勞常用規定介質中規定振幅和頻率的周期應力下具有107小時不斷裂的腐蝕疲勞強度來標示。



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