腐蚀失效分析

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关于304不锈钢
304不锈钢（是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比 200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，一 般使用温度极限小于650℃。304不锈钢具有优良的不锈 耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在 实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304 不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸 和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。
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304不锈钢管的点蚀失效案例分析
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主要内容
1.案例介绍 2.宏观形貌 3.金相与X射线荧光能谱仪分析 4.实验分析对比 5.预防方法 6.结论
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3.金相分析
将该样品切割为20mm的长度的 试样，并将圆柱表面压平，方便 进行金相显微镜观察，首先借助 砂纸除去试样表面的杂物，再使 用金相砂纸对试样逐级抛光，用 无水乙醇对抛光表面清洗，烘干 后，用王水腐蚀。最后用金相显 微镜观察样品点蚀孔处的显微组 织，并通过对304不锈钢的金相 分析，来研究是否也存在应力腐 蚀裂纹。图为试样表面所拍金相 照片，可以明显的看到试样表面 存在多个黑色点蚀孔。
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完好的未被腐蚀304钢金相图
已被腐蚀的304钢金相 图
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点腐蚀孔和应力腐蚀裂纹
进行对比可以发现，腐蚀后的试样 出现数量较多的黑色的点蚀，不均 匀分布于基体奥氏体间，图（c）（ d）中从点蚀孔处延伸出应力腐蚀裂 纹，呈人字形；表面为灰暗色，并 且在裂纹两边可清楚看到有大量新 的点腐蚀孔产生，只有金属表面的 保护膜局部破坏后，才能萌生裂纹 。膜的局部破坏与金属表面存在的 位错露头、晶界、相界等微观缺陷 有关。这些微观缺陷可使膜局部产 生内应力，当金属受力时，它们还 可以引起局部应力集中和应变集中 ，集中塑变区的滑移台阶能引起表 面膜的破裂。对之前我们得出304不 锈钢的点蚀孔往往是产生应力腐蚀 的腐蚀源提供了有利的证据。
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1.镀层防护，在不锈钢上镀适当的金属或合金，则可改善 表面状况，抵抗活性阴离子的侵袭，提高其力学性能（ 如耐磨性，硬度等）以及耐蚀性，从而可延长其使用寿 命。 2.降低环境的侵蚀性，包括对酸度、温度、氧化剂和卤素 离子的控制，其中要特别注意避免氯离子向局部浓缩。 3.提高工作环境中溶液的流速或搅拌溶液，使溶液中的氧 及氧化剂的浓度均匀化，避免溶液停滞不动，防止有害 物质附着在构件表面上。 4.添加缓蚀剂或某些缓蚀性离子,如:对不锈钢加入硫酸盐 、硝酸盐、高氯酸盐等。 5.对材料进行合理的热处理，如对304不锈钢进行固溶处 理状态下，可获得最佳的耐点蚀性能。
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4.X射线荧光能谱仪分析
简单介绍：X射线荧光能 谱仪。是对被测试样中 所含元素进行定性定量 分析最为准确的仪器之 一。能够对样品所含有 的从Na—U范围内所有元 素进行分析。精确度从 0.0001%—100%，具有 较强的分析能力。通过 XRF对试样的点蚀孔处从 近及远等距离分别测定 了铬含量。
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5.实验分析对比
为了验证CL-离子对于304不锈钢的腐蚀作用，我们取两个新的不锈 钢管试样，腐蚀实验前先进行形貌照片拍摄和金相照片拍摄，，计 算每个试样表面积约为30cm2，，每个试样需要在600ml的腐蚀溶 液，配置6％FeCl3＋0.05mol/LHCL的腐蚀液1.8L，在腐蚀溶液中分 别浸泡2h、24h，浸泡后取出试样，清水冲洗并烘干后拍摄样品表 面形貌照片以及进行金相观察。
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从表中可以看出，距离点蚀孔越近，则Cr含量越低。从距离点蚀孔 最远的3号位置到距离最近的1号位置，Cr含量下降了将近2%。
不锈钢中Cr含量随靠近点蚀孔距离的变化
标准304不锈钢中铬含量应为18％—20％,而试样中的铬含量均低于 标准值，靠近点蚀孔的强腐蚀区域甚至少了将近3％。之所以产生这 么大的差异，从点蚀孔的生长形态来看，点蚀孔从形槽直至穿孔， 此处的的氯离子由于聚集，浓度必然大于非点蚀孔处。而氯离子又 易与Cr生成Cr-Cl化合物，所以对不锈钢中铬含量确实会造成相当程 度的影响，甚至会有出现“贫铬区”的可能，而铬含量的减少也造成 了304不锈钢防腐性能的下降。
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304不锈钢防腐蚀措施
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结论
1.304不锈钢基于氯离子环境下产生的点腐蚀存在应力腐 蚀，最后导致穿孔现象的产生。
2.氯离子对304不锈钢中铬含量会造成相当程度的影响， 并存在导致贫铬区产生的可能性。
3.对304不锈钢在氯离子环境中点蚀的防护尤为重要，通 过对304不锈钢做固溶热处理可以有效的降低不锈钢的 晶间腐蚀及应力腐蚀开裂的几率。
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谢谢大家！！！
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1.案例介绍
本案例讨论的是某食品机械公司的一套管壳式冷凝器， 其中空心冷却管材质均为304不锈钢。使用一段时间后 ，发现有多根冷却管在焊缝处或者管材本身发生点蚀现 象，点蚀孔穿透管材本身，孔的形状为不规则圆形，半 径≤3mm。冷却管中所通的冷却液为无色透明状，管材 外壁光亮如新，但是管材内壁有大量浅黄色沉积物。经 现场用硝酸银溶液（AgNO3）对工作时流经管内的冷却 液进行滴定，明显产生大量的白色AgCl沉淀，由此可以 证明工作环境中氯离子的存在。为了证明CL-离子对304 不锈钢的腐蚀作用进行了一系列的实验。
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2.宏观形貌
• 对该304不锈钢管腐蚀样品进行宏观检查，样品表面光 亮，直径φ15mm的空心圆柱，但在管材中部以及侧断 面有明显的点蚀现象，点蚀孔穿透管材本身，孔的形状 为不规则圆形，半径≤3mm。
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