為了提高不(bu)銹鋼(gang)的抗腐蝕能力,可采取以下措施:
1. 使不銹鋼的表面形成穩定的鈍化膜。鈍化是由于金屬與介質的作用而生成一層很薄的保護膜,保護膜的存在阻礙了陽極過程的進行,因而提高了金屬的化學穩定性。在鋼中含有鉻后,鈍化膜中也含有鉻。鋼中鉻含量越高,膜中的鉻含量也越高,這將會增加膜的穩定性,其厚度在1nm以上。因此不銹鋼的耐蝕性主要是由于厚度約1nm以上的富鉻的氧化物薄膜引起的。介質的類型及鋼中的其他元素都會影響鈍化膜的穩定性。
2. 使不銹(xiu)鋼得到單一的固溶體組織。例如,18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼只有經過固溶處理獲得單一均勻的奧氏體組織,才具有高的耐腐蝕性能。
3. 提高固溶(rong)體的(de)電極電位。金屬的(de)耐(nai)蝕性與介(jie)質的(de)種類、濃度(du)(du)、溫度(du)(du)、壓(ya)力等條件都(dou)有密切的(de)關系,而介(jie)質的(de)氧化能力影響最大。
對大氣(qi)、水(shui)(shui)蒸氣(qi)、水(shui)(shui)和其他弱腐蝕(shi)介質,只(zhi)要固溶體(ti)中的鉻含量在10%~12%就(jiu)可(ke)(ke)以保證不(bu)銹鋼的耐蝕(shi)性,如水(shui)(shui)壓機(ji)閥(fa)門(men)、汽(qi)輪(lun)機(ji)葉(xie)片、水(shui)(shui)蒸氣(qi)管子零(ling)件等都(dou)可(ke)(ke)用Cr13型不(bu)銹鋼。
在氧化性酸中,如硝酸(NO-3具有氧化性),由于有足夠的氧,可使鋼在短期內達到鈍化狀態。但是由于酸中含有的H+為陰極去極化劑,如果H+含量高,陰極去極化作用加強。鉻含量剛超過12%還不能保證有穩定的鈍化狀態,所以在沸騰硝酸中,1Cr13不(bu)銹鋼(gang)是不耐蝕的,而鉻含量為17%~30%的Cr17~Cr30鋼在0%~65%濃度范圍內是耐蝕的(圖9.3)。這是因為隨著鋼中鉻含量的提高,在氧化膜中Cr/Fe升高,含高鉻的氧化膜在硝酸中具有很好的穩定性。在生產硝酸和硝酸銨工業中,硝酸的濃度為10%~50%,溫度約60℃,含鉻約17%的Cr17、1Cr18Ni9Ti等鋼都能滿足耐蝕性的要求。
在稀硫酸等非氧化性酸中,由于SO2-4不是氧化劑,而溶于介質中的氧含量較耐蝕的。為了提高不銹鋼的耐蝕性,可以增加鎳和加入鉬、銅等元素,增加鉻則是有害的。鑰、銅、鎳這幾種元素在該介質中的腐蝕速率很小,加少量這類元素于不鑄鋼中后,這些活性陰極元素可以促進鐘化。一些在硫酸中耐蝕性很高的鋼種也含較高的鉬和銅。
在強有機酸中,一般鉻不銹鋼和CH18-Xi8 奧氏體不銹鋼均不耐蝕。在這種情況下,選擇Cr-Mn型不銹鋼比選擇Cr-Ni型不銹鋼更有優越性。在此基礎上再加入2%~3%Mo、1%~2%Cu,使鋼容易達到鈍化狀態。
在(zai)含(han)有(you)氯離(li)子的(de)介質中,由于(yu)氯離(li)子能破壞(huai)鉻不銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)的(de)鈍化膜,將鋼(gang)表面(mian)暴露出來(lai)形成(cheng)微(wei)陽極(ji),而未被破壞(huai)的(de)地方成(cheng)為微(wei)陰極(ji),組成(cheng)了微(wei)電池,于(yu)是加速了局部區域的(de)腐蝕(shi),形成(cheng)點蝕(shi)。
到目前為止,還沒有(you)一種(zhong)不銹鋼(gang)能(neng)抵抗所有(you)介質的腐(fu)蝕(shi),因此必須根據鋼(gang)種(zhong)的特點,結合各種(zhong)影(ying)響因素全面(mian)考慮,否則不銹鋼(gang)便(bian)不能(neng)產(chan)生(sheng)應有(you)的耐蝕(shi)效果(guo)。