典型金属材料的耐蚀性

不锈钢 _____________________________
按不锈钢组织结构可分为以下五种：
奥氏体不锈钢 铁素体不锈钢 马氏体不锈钢 马氏体-铁素体双相不锈钢 奥氏体-铁素体双相不锈钢
奥氏体不锈钢 _____________________________
应用最为广泛的是18-8型铬镍钢为基体的奥氏体不锈钢， 占奥氏体不锈钢70%，占全部不锈钢的50%。
硫酸露点腐蚀的三个阶段
第一阶段，低温、低浓度的硫酸活化阶段； 第二阶段，高温、高浓度腐蚀环境（T>160 ℃, C>60%） 第三阶段，高温、高浓度腐蚀环境，与第二阶段相似。
* 如环境中含有大量未燃烧的炭微粒，可以促进Fe3+的 产生，促使含有Cr和B的铜钢钝化，腐蚀降低，但非 钝化钢， Fe3+参加阴极反应，腐蚀速度增加。
Cu-Cr-P系、Cu-Cr-Al-P系、Cu-Cr-Mo系低合金钢，特征 不含Ni.
耐海水腐蚀低合金钢 _____________________________
• 前苏联
Cr-Ni-Si系低合金钢
• 中国
含Cu和P的低合金钢间浸耐蚀性较好，含Cr、Al的低合 金钢全浸耐蚀性较好
耐海水腐蚀低合金钢 _____________________________
燃料中的含硫量与空气过剩系数决定了SO3的量； SO3的量影响了露点温度 燃气中水分含量与金属表面温度决定了凝结H2SO4浓度
如：金属表面温度60度，硫酸浓度为40% 金属表面温度100度，硫酸浓度为70% 在金属表面温度低于露点20-60 ℃ ，硫酸浓度最大
硫酸露点腐蚀机理 _____________________________
耐大气腐蚀低合金钢 _____________________________
• 对提高耐侯性具有显著效果的合金元素
主要有Cu、P、Cr。
Cu 是耐侯钢中最有效的元素，含量在 0.2%-0.5% 范围内 P 通常被认为是有害元素，但在耐侯性方面具有特殊效果，可能是由于
P促使锈层非晶态转变，含量在0.06%-0.10%。 Cr 含量在1%-2% 为宜，其作用被认为是促进尖晶石氧化物生成。Cu的
耐硫酸腐蚀性
不锈钢 _____________________________
w (Cr)>13%的Fe-Cr合金在大气下不生锈，称为不锈钢。
不锈钢钝化膜具有如下特点： 1. 膜很薄，厚度在1-3 nm； 2. 膜中的成分中富含Cr； 3. 膜的结构为尖晶石结构，
w(Cr)>12%时，尖晶石结构已不明显， w(Cr)>19%时， 主要为非晶态结构， w(Cr)>28%时，完全为非晶态组 织。
作用促使尖晶石氧化物非晶化转变，所以两者配合效果尤为明显。
耐大气腐蚀低合金钢 _____________________________
• 对提高耐侯性稍有效果的合金元素
主要有Ni、Mo、V、Ti 等
Ni 在3.5%含量时，耐侯性效果最好，而低于1%时效果较差。 Mo含量在0.4-0.5%范围内，通常与Cu-P 联用效果比Cr或Ni明显。
H2SO4，引起金属部件腐蚀，称硫酸露点腐蚀。 • 一般燃气中的含SO3量超过6*10-6，可以使环境露点
升高至150-170 ℃ 。
• 由于高硫重油或煤作燃料中含有SO2和SO3，因此以此 为燃料的的锅炉容易发生硫酸露点腐蚀。
硫酸露点腐蚀机理 _____________________________
• 合金元素的在海洋环境下的耐蚀作用
合金元素富积在锈层中，降低了锈层的氧化物晶体缺陷、 并提高了锈层的致密性和黏附性，阻碍了Cl-、O2、H2O 向钢表面扩散，从而提高耐海水腐蚀性能。
耐硫酸露点腐蚀低合金钢 _____________________________
• 在锅炉的低温部位，由于SO3与水汽作用而凝结成
• 对提高耐侯性没有效果的合金元素
主要有C、Si、Mn、S等。
上述合金元素的复合添加，比单独添加有更好的效果
耐海水腐蚀低合金钢 _____________________________
• 美国钢铁公司
Cu-Ni-P系低合金钢，对海水飞溅带具有优良的耐蚀性。 但由于P含量高，焊接性和低温韧性差。
• 日本新日铁
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• 耐大气腐蚀低合金钢 • 耐海水腐蚀低合金钢 • 耐硫酸露点腐蚀低合金钢 • 耐硫化物腐蚀低合金钢 • 其他耐蚀低合金钢
耐大气腐蚀低合金钢 _______________________
耐大气腐蚀低合金钢又称耐侯钢
合金元素对钢的耐大气腐蚀作用：
改变锈层的晶体结构及降低缺陷，提高锈层的致密度和 对钢的附着力。
对奥氏体不锈钢的耐蚀性起主要作用的元素如下：Cr、Ni、Mo、 Nb、Ti、C。
优点：具有优良的综合力学性能和加工性能，而且 耐蚀性也优于其他不锈钢。 缺点：在含氯化物溶液中不耐应力腐蚀，易发生点 蚀和缝隙腐蚀。价格偏高。 应用：石油、化工、食品、医疗等行业，常见的栏 杆、灯柱等
铁素体不锈钢 _____________________________
耐硫酸露点腐蚀低合金钢 _____________________________
对降低硫酸露点腐蚀最重要的合金元素 仍然是 Cu、Cr 和 B。
其中Cu已经成为耐硫酸露点腐蚀钢的基本成分之一。 一般Cu含量在0.2%-0.6%、Cr含量在1%-1.5%为宜。 在含铜钢中同时加入W(<0.2%)与Sn(<1%)可以提高钢的
• 高铬铁素体不锈钢发展较早，成本较低。 • 屈服强度比奥氏体不锈钢高，但脆性大，加工
性差。 • 主要类型：Cr13型、Cr16-19型、Cr25-28型、高
典型金属材料的耐蚀性
提高金属耐蚀性的途径—合金化
1. 提高热力学稳定性 2. 阻滞阴极过程 3. 阻滞阳极过程 4. 增大腐蚀体系的电阻
合金化提高热力学稳定性
合金化阻滞阴极过程
Байду номын сангаас 合金化阻滞阳极过程
合金化阻滞阳极过程
合金化阻滞阳极过程
合金化阻滞阳极过程
合金化增大腐蚀体系的电阻
耐蚀低合金钢