Dg 第六章 金属与合金的耐蚀性

Chapter 6 金属与合金的耐蚀性

Corrosion resistance of carbon-iron — 铁碳合金 的耐蚀性 Stainless steels and Acid-resistant steels — 不锈 钢和耐酸钢


Non-ferrous metals and its alloys — 有色金属及 其合金

2.2 Microstructure－组织的影响
3. Corrosion resistance of low alloy steel — 低合金钢的耐蚀性
– 合金元素总量低于5%左右

3.1 耐大气腐蚀低合金钢
– 有效合金元素是铜、磷、铬， 16MnCu、10MnSiCu、 09MnCuPTi、15MnVCu、10AuRe、08MnPRe
5. 常见各类不锈钢特点及其用途（续）
类别 主要特点 典型钢号 用途举例 可作硝酸和硝铵工业设备及管道，尿 素液蒸发部分设备及管道 可制作尿素及维尼纶生产的设备及零 1Cr18Mn10Ni5Mo3N 0Cr17Mn13Mo2N 件，以及其他化工、化肥等工业部门 的设备及零件 同 1Cr18Ni12Mo3Ti 钢，特别是具有 良好的抗硫酸及抗点腐蚀性能 在海水中有良好的抗点腐蚀及抗应力 0Cr26Ni17Mo3CuSiN 腐蚀开裂的性能 制作抗高温浓硝酸腐蚀的设备和零件 1Cr18Ni11Si4AlTi 00Cr18Ni5Mo3Si(3RE60) 制作炼厂常顶部位的衬里、管线和内 件 用于制作高强度、高硬度而又耐腐蚀 0Cr1l7Ni4Cu4Nb 0Cr17Ni7Al 0Cr15Ni7Mo2Al 的化工机械设备及零件，如轴、高速 离心机转鼓、弹簧 在室温下有奥氏体和铁索体的 0Cr21Ni5Ti 复相组织，有磁性，与奥氏体 1Cr21Ni5Ti 奥 氏 体 铁 素 体 型 钢相比有以下优点：屈强比高， 尤其是铬锰氮系复相钢更高， 耐蚀性能与奥氏体钢相当，在 某些有机酸(如醋酸， 尿素)中的 耐蚀性更为优越；比奥氏体不 锈钢有更好的抗点腐蚀和应力 腐蚀开裂能力，也有良好的抗 晶间腐蚀性能；热加工性能比 奥氏体钢稍差，热成型时必须 严格控制操作温度 沉 淀 硬 化 型 固溶处理后具有奥氏体或马氏 体组织，经强化处理后，有很 高的强度和硬度；这类钢在许 多介质中耐腐蚀性能与 18—8 型奥氏体不锈钢相近 1Cr17Mn9Ni3Mo3Cu2N
2. Magnesium and its alloys — 镁及镁合金
• 2.1 Corrosion resistance of magnesium—镁的耐 蚀性
– 镁在绝大多数无机酸、有机酸中都不稳定，但在铬酸 和氢氟酸中却相当稳定，这是因为生成保护性表面膜 进入钝态的原因，镁在海洋大气和工业大气中都不耐 蚀。
• Section 3
Corrosion resistance of non-ferrous metals
• — 有色金属的耐蚀性
1. Aluminum and its alloys — 铝及铝合金
• 1.1 Corrosion resistance of pure aluminum — 纯 铝的耐蚀性

3.4 耐硫腐蚀低合金钢
– 钢的组织结构是影响影响低合金钢耐硫化物腐蚀断裂的关键 因素。12AlMoV、12CrMoAlV、12Cr2MoAlV、 40B 、 40MnMoNb等。
Section 2
– Stainless steels and Acid-resistant steels
不锈钢与耐酸钢
铬镍不锈钢是最典型的奥氏体不锈钢，其中含铬多在18 ％以上，含镍在8％以上，如18-8（或18-9）、18-12、 25-20（HK40）耐局部腐蚀如应力腐蚀、沿晶腐蚀、孔 蚀的能力较差。 奥氏体－铁素体双相钢是另一类铬镍不锈钢，它们兼有 铁素体和奥氏体钢的特性，在性能上有互补性。 此外，沉淀硬化型（PH）不锈钢也属于铬镍不锈钢。
2. Corrosion resistance of carbon steels

— 碳钢的耐蚀性 2.1 Chemical composition — 化学成分
– 2.1.1 Carbon — 碳的影响
非氧化性及弱氧化性介质中 氧化性酸中 自然环境及弱酸性水溶液中

– 2.1.2 Silicon and manganese — 硅与锰 – 2.1.3 Sulphur and phosphor — 硫与磷 – 2.1.4 夹杂物的影响

3.2 耐海水腐蚀低合金钢
– 10MnPNbRe、09MnCuPTi、10CrMoAl、10NiCuAs、 10CrMoCuSi。

3.3 耐高温高压氢、氮腐蚀低合金钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
– Cr、Mo以及少量的V、Nb、Ti可以提高钢的耐氢腐蚀性。 – 10MoWVNb、10MoVNbTi、12SiMoVNb以及0.8SiWMoTiNb 等； 2.25Cr1Mo(12Cr2AlMoV)
铁素体钢加热时不发生相变，一般 0Cr13 不能用热处理强化； 有强烈的磁性， 铁 素 体 型 焊接等工艺性能差；此类钢具有三 1Cr17 0Cr17Ti 种脆性倾向：1) 475℃脆性，2) σ 相 1Cr17Ti 析出引起的脆性，3)晶粒长大而引 lCr28 起的脆性；退火温度不应低于 525 lCr25Ti ℃和高于 900℃， 保温终了应空冷或 1Cr17Mo2Ti 水冷；主要用于氧化性的腐蚀介质
– 纯铝的化学稳定性很差，但却有良好的钝化性能，在 空气中能迅速生成致密的、具有良好保护性能的氧化 膜，故具有良好的耐蚀性能。
• 1.2 Corrosion resistance of aluminum alloys — 铝合金的耐蚀性
– 铝合金的强度一般比纯铝高，但耐蚀性不及纯铝。铝 合金对工业大气、海洋大气、淡水、海水有较高的耐 蚀性，但可能发生孔蚀。
Section 1
Corrosion
resistance of carbon-iron
铁碳合金的耐蚀性
—
1. Corrosion resistance of iron — 铁的耐蚀性





铁在自然环境中的耐蚀性较差 1.1 Iron and its oxides have lower Hydrogen and oxygen overvoltage，it is easy to result in the hydrogen evolution corrosion and oxygen consuming corrosion.— 铁及其氧化物的氢、 氧过电位值均较低，易于发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀。 1.2 Rust and iron ions are good depolarizers — 铁锈及其溶液中 的三价铁离子均有良好的去极化作用。 1.3 The corrosion products have poor protection — 铁的腐蚀产物 保护性较差。 1.4 Iron corrodes easily from oxygen concentration cells— 铁易因 形成氧浓差电池而发生腐蚀。 1.5 Iron is difficult to be passivated in entironment —在自然条件 下铁的钝化能力较弱。 – 铁在非氧化性酸中，腐蚀速度随酸浓度的增加呈指数关系上 升；但在氧化性酸中，腐蚀速度先随酸的浓度增大而上升， 到一定程度又迅速下降这是由于进入钝态之故。
– ⑴ 促使铁基合金钝化，提高材料的钝化能力； – ⑵ 提高固溶体（常为腐蚀电池阳极）的电极电位； – ⑶ 使钢材表面生成致密稳定的表面保护膜，从而提 高钢的耐蚀性。
2.1 Martensitic stainless steels — 马氏体不锈钢 2.2 Ferritic stainless steels — 铁素体不锈钢
– 铁素体不锈钢包括Cr13型、Cr17型、Cr25-28型等类 型， 主要用于制作耐高温氧化、耐浓硫酸腐蚀的设 备和抗气态硫腐蚀的零、部件。
– 马氏体不锈钢主要包括Cr13型（0Cr13除外）不锈钢。
3. Corrosion resistance of Chromium nickel stainless steels — 铬镍不锈钢的耐蚀性
• 2.2 Corrosion resistance of magnesium alloys — 镁合金的耐蚀性
1. 不锈钢概述
化学成分：铬钢、铬镍钢、铬锰钢等。
显微组织：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、 奥氏体－铁素体双相钢。 用途：耐海水不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐 硫酸腐蚀不锈钢等。
2. Corrosion resistance of chromium — 铬不锈钢的耐蚀性
The function of chromium — 铬的作用：
5. 常见各类不锈钢特点及其用途（续）
类别 主要特点 典型钢号 00Cr18Ni10 奥氏体钢，不能淬火强化，无 磁性，屈服强度低，塑性、韧 性及工艺性能良好，耐蚀性良 好，一般用于腐蚀性较强的介 质中不含稳定化元素的钢种， 经 450～850℃间停留易引起晶 奥 氏 体 型 间腐蚀，一般经固溶处理后使 用；碳含量在 0.03％以下的超 低碳不锈钢有优良的抗晶间腐 蚀性能，尤其对焊接件，显著 改善因采用稳定化元素带来的 焊后刀状腐蚀现象。 含钼的奥氏体不锈钢在有机酸 和某些还原性酸中，有更好的 耐蚀性。含钼、铜的奥氏体不 锈钢在硫酸介质中具有优良的 耐蚀性。 1Cr18Ni9 1Cr18Mn8Ni15N 0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni12Mo2Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr18Ni12Mo3Ti 1Cr18Ni12Mo3Ti 00Cr17Ni14Mo2 00Cr17Ni14Mo3 0Cr18Ni13Mo2Cu2Ti 0Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb 0Cr20Ni29Cu4Mo2 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti 0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2 00Cr1l8Ni24Mo5 3Cr17N-7Mo2N 在海水中有良好的抗点腐蚀性能 具有良好的抗硫化氢腐蚀性能，强度 较高，用于制作含硫气田阀门的阀杆 用途举例 具有良好的耐蚀及耐晶间腐蚀性能， 为化学工业用的良好耐蚀材料 制作耐硝酸、冷磷酸、有机酸及盐、 碱溶液腐蚀的设备零件 耐酸容器及设备衬里，输送管道设备 和零件，具有较好耐晶间腐蚀性 用于制作抗硫酸、磷酸、蚁酸及醋酸 等腐蚀性介质的设备，有良好的抗晶 间腐蚀性能炼厂中用于抗环烷酸腐蚀 的衬里和内件 可用于耐蚀性要求高的焊接构件，尤 其是尿素、硫铵维尼纶等生产设备 用于制作抗硫酸、盐酸及磷酸腐蚀的 设备及零件