不锈钢的耐腐蚀性及 其种类

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1、1不锈钢的耐腐蚀性及其种类不锈钢的耐腐蚀性及其种类1.腐蚀的种类和定义腐蚀的种类和定义 在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的 经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐 蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝 隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实 上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的 扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可 能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要

2、条件是要有拉应力（不论 是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹 的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比 没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的 裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展 至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应 力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合） 而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开 裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐

3、蚀形式。 晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而， 它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和 相）沉淀析出的有 利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。 这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都 可能呈现晶间腐蚀。 缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或 屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成， 例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之 处形成。 全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀 现象的术语

4、。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失 效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并 不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方 面的文献资料而预测它。 21.不锈钢的定义不锈钢的定义在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有 13 铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保

5、持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有 12%以上的铬 .2.各种不锈钢的耐腐蚀性能各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐 蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的 各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的 304 不锈钢的变种，通过冷轧可使其 获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303 和 303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和 表而光浩度高的场合。303Se 不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类

6、条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的 304 不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳 含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出 可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305 和 384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要 求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314 及 330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高 温下的抗氧化性能和蠕变强度。而 30S5 和 310S 乃是 309 和 310 不锈钢的变种

7、， 所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330 不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性 316 和 317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能 力大大地优于 304 不锈钢。其中，316 型不锈钢由变种包括低碳不锈钢 316L、 含氮的高强度不锈钢 316N 以及合硫量较高的易切削不锈钢 316F。 321、347 及 348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348 是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。3中国与亚洲、北美诸国（地区）以及澳大利亚的不锈中国与亚洲、北美诸国（地区）以及澳大利

8、亚的不锈钢钢号近似对照表钢钢号近似对照表4不锈钢的应用不锈钢的应用5不锈钢不但具有良好的耐腐蚀性能，而且具有良好的外观等多种特性，不 锈钢的应用范围越来越广泛。下表是关于不锈钢的应用方面的简单事例图：行业主要使用事例外装部品汽车用热装部品SPOON（勺）、FORK（叉）-出口或内销FLATWARE（一种器皿）刀类-出口或内销深拉加工（DDQ）-拉伸比大于 1.5DRAWING（一般拉伸）-拉伸比小于 1.5PRESS（冲压）HOLLOWWARE 餐具（二种器皿）SPINNING（旋压）洗涤槽（SINK）一般拉伸材（表面要求高）煤气灶-表面要求高厨房设备电冰箱（冰柜内胆）洗衣机、烘干机微波炉电器

9、用具电子部件（无磁性）装饰管构造管（工业用）钢管用排管用MIRROR（镜面材）再研磨电梯建筑内外装饰材建筑材料窗户、门材热交换器锅炉、罐化学工业炉化学设备化学设备部件REROLL（再轧钢用）高硬度用加工厂用市场流通用一般用途特殊用途集装箱运输设备铁道车辆1.不锈钢在建筑业中的应用不锈钢在建筑业中的应用 6近年来，应用不锈钢作为建筑材料正日益广泛。使用越来越广泛有着多方 面的原因，其中包括对材料更好的了解、企图更新某些设计，设想生产出一种 既耐久又无需维护的结构材料等。 早期，不锈钢用于建筑方面只局限在某些场合，即在过去认为没有适当材 料的场合建筑师们正在寻求一种有特殊作用的新材料。实际上许多这

10、样的场合， 不锈钢已长期被使用而其效果已经经过长期不断地对不锈钢的冲刷作用，使生 产厂家相信不锈钢材料用于室外场合甚至在高腐蚀性气体的条件下也不腐蚀。 由于不锈钢具有耐用和几乎无需要维护表面这两种特性，促使人们较以往 任何时候都更加重视其应用。大多数建筑材料的价格都在一定比例迅速上涨， 而有许多材料的涨价又远远超过不锈钢材料。为保养和维持建筑物内外结构处 于良好状态的费用更加猛涨得惊人。今天的建筑师必须认真地考虑建筑物的全 部情况。如果建筑物长年需要更换或维修，那么建筑师的设计是失败的。 近年来，游泳池的墙壁已采用不锈钢。长期以来采用的主要材料混凝土需 要每年修补和涂刷，尤其是在北方地区用碳钢

11、并加涂层建造的游泳池每年也 需要大面积的擦洗和涂刷，上述两者都增加了游泳池一笔可观的使用开支。当 游泳池采用不锈钢材料（304 型，2B 光洁度）做侧壁时，擦洗就很简单，只需 用水和肥皂便能很快洗净。现在的游泳池常常采用不锈钢槽壁和混压土池底， 池底用混凝土主要是为了防滑。 某些建筑物的墙壁用 304 型，8 级镜面抛光的不锈钢作材料。互相连接的 不锈钢板都经过抛光和着色打磨使墙壁具有一致的色凋和反光性。为了防止油 垢，大面积的不锈钢板的露出部分（茸脚）安装在由使镀锌板和压缩板组成的 厚夹层中。抛光的不锈钢板用环氧树脂作粘结剂与镀锌钢板连接固定。 由干不锈钢能得到很软的性能，使它右可能用来作屋

12、顶覆盖层材料。正是 因为这种材料容易成形，耐用美观，故许多建筑师选用不锈钢不仅单纯把它作 为一种保护层，而是作为总体设计的组成部分。 某些建筑物（室内滑冰场管）用不锈钢材料建造永平重叠层的屋顶，不仅 使该建筑从设计的观点上美观大方，而且由于不锈钢表面的反光作用，使室内 滑冰季节得以延长而兔去承担不合理的投资。 对于某些特殊结构，往往由于应用不锈钢使许多难题得到解决。比如有一 座汽车库，设计时要求停车库对停放汽车不仅要有保护作用且对排出气体具有 良好通风作用；同时还能使一定程度的阳光进入车库，选材既经久耐用又无需 保养。为满足上述要求，设计者选用 6*10in(15*25cm)201 型不锈钢格

13、板,将格板 固定在垂直柱子上，使内外交错造成重叠布局为增强建筑设汁效果，交错的 外格板上采用浮面光洁度，外围的成行柱格板采用普通 2B 光洁度，所有里面 的格板均为 2D 光沽度。这种交借变化的格局使车库具有一个生动的外观。 对于一座建筑物的屋顶结构，其使用寿命和外观应同样重视。在机场的餐 厅，为了使屋顶美观，排气风扇都用不锈钢板遮盖。在选择遮盖材料时，还特 别强调了材料的不反光性。所选用的村料为 304 型不锈钢，粗抛光，低反射性， 6 级光洁度。对于光沽度的选择要特别注意到特别由于发出眩光，防碍飞行员 在到达目的地着陆时的视线。 办公大厅的内外建筑给构中都采用了不锈钢材料。其建筑措施采用不

14、锈钢 作幕墙。建筑入口处的柱列都包上不锈钢板，建筑物正面所有窗户的净化装置 也都途盖上不锈钢。 7办公大厦休息厅上面的无花板是由带有浮雕的不锈钢板组成。利用阳模和 阴模冲制不锈钢薄板上的浮凸部分 不锈钢不仅使用寿命长，而且是制作俘凸给构的好材料，这样可以加强建 筑物的造型美，故往往是广场的主要标志。 不锈钢作为主要材料用于室外艺末建筑的另一例子是矗立在河畔上有名的 拱桥。 不锈钢材料可以任意选择。它具有多种不同的强度重量比以适应各类建 筑结构要求。此外，不同等级的表面光洁度也为各种不同建筑设施提供选择范 围，以满足实际需要。建筑师的大胆构思，将使不锈钢在建筑业上的应用日益 广泛。 2.不锈钢在

15、海洋装置上的应用不锈钢在海洋装置上的应用 各种不同类型的不锈钢正在日益广泛和成功地用于各种不同的海洋环境中。 必需指出，在海水中不锈钢要长期免于腐蚀需要复杂的防腐工程技术和大量投 资。奥氏体和马氏体不锈钢很久以来就用于航海动力装置上的过热器管道以及 透平机叶片。在这些装置中要保持低氯化物含量是很不容易的，因为航海动力 装置的应用技术与一般发电装置的基本原理并无差别。不锈钢也正在用于远洋 商船上的大容量化学容器，其使用情况在某些方面与陆地化工厂的使用条件截 然不同。 大多数不锈钢牌号在海洋条件下应用都能得到满意的结果，但不同牌号则 对应力腐蚀开裂表现敏感。以 410 型为代表的马氏体钢和 430

16、 型为代表的铁素 体钢，在海洋条件下，数月内便会生锈。这种均匀锈蚀可通过机械打磨加以去 除。比较受欢迎的不锈钢是奥氏体不锈钢，因为它的抗锈蚀能力较强（但由于 应力腐蚀开裂则例外）。随着时间迁移，奥氏体不锈钢也会发黑。如果由于美 观或其它方面的原因，这种发黑也可以通过打磨去除。不锈钢在海水中很少会 产生均匀锈烛，所以在实际使用中可不必担心。 推进器 海洋上的拖轮和其它船只上的推进器可由铸造不锈钢 CF8（相 当干 304 型不锈钢）制成。当船只不航行时，从推进器主轴通过轴承到船体， 构成一个导电的金属回路。相当于成分为 410 型不锈钢的铸造推进器也经常披 选用，并在其它方面得到广泛应用如用于破冰船等。 近代不锈钢技术的发展，已开始采用复相奥氏体铁素体不锈钢 20Cr8Ni3.5Mo 来铸造远洋巨轮上大型推进器（重达 3000kg）。 经常在港口工作的船只，特别容易遇到海面上的原木或其它浮体而加速推 进器的损坏。因此，采用奥氏体不锈钢制作推进器能通过矫直或焊接的办法而 得到修复，这是选材上一个值得重视的问题。 泵 早已观察到离心泵在海水工作的条件下，如采用不锈钢构