第七章 耐蚀金属材料l 铁基合金l 铜及铜合金l 铝及铝合金l 镁及镁合金l 镍及镍基合金l 钛及钛合金 7.1 铁基合金 6.1.1 6.1.1 铁及铸铁铁及铸铁 铸铁合金化提高耐蚀性铸铁合金化提高耐蚀性一、高合金铸铁一、高合金铸铁 1 1、高、高Si Si铸铁（铸铁（14~18%Si14~18%Si）） 形成形成SiO2SiO2致密保护膜，耐各种酸腐蚀，但不耐碱腐蚀致密保护膜，耐各种酸腐蚀，但不耐碱腐蚀 力学性能差，脆裂、铸造时就会开裂力学性能差，脆裂、铸造时就会开裂 2 2、高、高NiNi铸铁（铸铁（14~30%Ni14~30%Ni）） 耐碱蚀，海洋大气、海水耐碱蚀，海洋大气、海水 3 3、高、高CrCr铸铁（铸铁（15~30%Cr15~30%Cr）） 优良的耐蚀、耐磨性能优良的耐蚀、耐磨性能二、低合金铸铁二、低合金铸铁 CuCu、、SbSb、、SnSn、、CrCr、、NiNi等等元元素素少少量量（（0.1~1%wt0.1~1%wt））加加入入铸铸铁后，在一定程度上提高铸铁耐蚀性。
铁后，在一定程度上提高铸铁耐蚀性 7.1.2 7.1.2 碳钢和低合金钢碳钢和低合金钢一、耐候钢一、耐候钢 主要合金元素：主要合金元素：CuCu、、P P、、CrCr、、MoMo、、MnMn、、TiTi、、ZrZr 美国美国 早期：早期：Cr-Cu-PCr-Cu-P系低合金钢，耐蚀性比碳钢高系低合金钢，耐蚀性比碳钢高5 5倍倍 后期：后期：Cr-Cu-VCr-Cu-V系系 法国：法国：Cr-AlCr-Al系系 中国：中国：MnMn-Cu-Cu系、系、Cu-PCu-P系，含系，含0.1~0.2%RE0.1~0.2%RE钢系钢系 二、耐海水腐蚀钢二、耐海水腐蚀钢 主要合金元素：主要合金元素：CuCu、、P P、、CrCr、、MoMo、、MnMn、、TiTi、、ZrZr 最最早早是是美美国国的的MarinerMariner钢钢：：C C≤0.22≤0.22、、Si≤0.10Si≤0.10、、Mn0.6Mn0.6~0.9~0.9、、0.04S0.04S、、CuCu≥0.5≥0.5、、Ni0.4~0.65Ni0.4~0.65 低低合合金金钢钢在在全全浸浸区区以以下下与与碳碳钢钢耐耐蚀蚀性性相相差差无无几几，，其其余余区区域域低低合合金金钢钢都都比比碳碳钢钢耐耐蚀蚀，，但但低低合合金金钢钢力力学性能比碳钢好。
学性能比碳钢好 低合金钢中加低合金钢中加MoMo可以减少点蚀可以减少点蚀 不锈钢在海洋环境中的应用有限不锈钢在海洋环境中的应用有限 三三种种类类型型的的不不锈锈钢钢中中，，奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢在在海海洋洋环环境境中耐蚀性最好中耐蚀性最好 7.1.3 7.1.3 不锈钢不锈钢 不不锈锈钢钢是是“ “不不锈锈耐耐酸酸钢钢” ”的的简简称称，，是是指指在在空空气气及及各各种种侵侵蚀性较强的介质中耐蚀的一类钢种蚀性较强的介质中耐蚀的一类钢种 根据成分分类根据成分分类 CrCr钢、钢、 Cr-NiCr-Ni钢、钢、 Cr-MoCr-Mo钢、钢、 Cr-Cr-MnMn钢、钢、 Cr-Cr-MnMn-N-N钢、钢、根据组织分类根据组织分类 奥奥氏氏体体γγ、、铁铁素素体体αα、、马马氏氏体体MM、、双双相相钢钢（（ αα+ + γγ、、αα+M+M ））根据用途分类根据用途分类 耐海水、耐点蚀、耐应力腐蚀开裂、耐浓硫酸等耐海水、耐点蚀、耐应力腐蚀开裂、耐浓硫酸等 对对不不锈锈钢钢来来说说，，耐耐全全面面腐腐蚀蚀不不是是问问题题，，主主要要是是要要提提高高耐耐点蚀、耐应力腐蚀开裂、耐晶间腐蚀等局部腐蚀。
点蚀、耐应力腐蚀开裂、耐晶间腐蚀等局部腐蚀 7.2 铜合金铜合金铜的耐蚀性好，其中青铜比黄铜好铜的耐蚀性好，其中青铜比黄铜好铜的耐蚀性好，其中青铜比黄铜好铜的耐蚀性好，其中青铜比黄铜好 一、黄铜（一、黄铜（Cu-ZnCu-Zn合金）合金） 简单黄铜（简单黄铜（CuCu、、ZnZn二元）、复杂（特殊）黄铜二元）、复杂（特殊）黄铜 黄铜脱锌、季裂黄铜脱锌、季裂-SCC-SCC 二、青铜（二、青铜（Cu-Cu-SnSn合金）合金） 铝青铜、硅青铜、铍青铜、锰青铜、磷青铜铝青铜、硅青铜、铍青铜、锰青铜、磷青铜例：高铝锰青铜螺旋桨，阻尼性能好例：高铝锰青铜螺旋桨，阻尼性能好 三、白铜（三、白铜（Cu-Ni, Cu-Cu-Ni, Cu-MnMn合金）合金） 7.3 铝合金铝合金 密度密度2.7g/cm2.7g/cm3 3，重量轻，比强度高，非磁性材料，重量轻，比强度高，非磁性材料 标准电极电位标准电极电位-1.67V-1.67V，但易钝化，但易钝化 Al-SiAl-Si系、系、 Al-MgAl-Mg系、系、 Al-CuAl-Cu系、系、 Al-ZnAl-Zn系系 铝铝合合金金都都存存在在点点蚀蚀问问题题，，也也可可能能发发生生晶晶间间腐腐蚀蚀、、SCCSCC 铝合金使用都需要涂层保护铝合金使用都需要涂层保护 7.4 镁合金镁合金 密密密密度度度度小小小小（（（（1.74g/cm1.74g/cm3 3）））），，，，比比比比强强强强度度度度高高高高，，，，活活活活性性性性高高高高，，，，平平平平衡衡衡衡电位电位电位电位-2.3V-2.3V，非常负。
非常负 Mg-AlMg-Al、、、、 Mg-Zn Mg-Zn 、、、、 Mg-Mg-MnMn系列合金系列合金系列合金系列合金 耐蚀性差，镁合金使用都需要涂层保护耐蚀性差，镁合金使用都需要涂层保护耐蚀性差，镁合金使用都需要涂层保护耐蚀性差，镁合金使用都需要涂层保护金属氧化膜完整的必要条件金属氧化膜完整的必要条件金属氧化膜完整的必要条件金属氧化膜完整的必要条件 金金金金属属属属氧氧氧氧化化化化物物物物的的的的体体体体积积积积必必必必须须须须大大大大于于于于形形形形成成成成氧氧氧氧化化化化物物物物消消消消耗耗耗耗掉掉掉掉的的的的金金金金 属属属属 体体体体 积积积积 ，，，， 才才才才 能能能能 形形形形 成成成成 完完完完 整整整整 的的的的 氧氧氧氧 化化化化 膜膜膜膜 即即即即 Pilling-Pilling-BedworthBedworth原理，简称原理，简称原理，简称原理，简称PBPB原理，原理，原理，原理，PBPB比大于比大于比大于比大于1 1 MgMg极易钝化，钝化性能仅次于极易钝化，钝化性能仅次于极易钝化，钝化性能仅次于极易钝化，钝化性能仅次于AlAl。
问：两者的耐蚀性近似吗？问：两者的耐蚀性近似吗？问：两者的耐蚀性近似吗？问：两者的耐蚀性近似吗？ MgMg的的的的PBPB比为比为比为比为0.790.79 7.5 钛合金钛合金 重量轻，比强度高，易钝化，加工费用高，价贵重量轻，比强度高，易钝化，加工费用高，价贵重量轻，比强度高，易钝化，加工费用高，价贵重量轻，比强度高，易钝化，加工费用高，价贵 Ti-6Al-4VTi-6Al-4V 钛合金会产生缝隙腐蚀、钛合金会产生缝隙腐蚀、钛合金会产生缝隙腐蚀、钛合金会产生缝隙腐蚀、SCCSCC、氢脆、氢脆、氢脆、氢脆 Ti-MoTi-Mo用于盐酸腐蚀介质用于盐酸腐蚀介质用于盐酸腐蚀介质用于盐酸腐蚀介质 7.6 镍基合金 耐蚀性非常好，有厚的保护膜，价高耐蚀性非常好，有厚的保护膜，价高 一、一、 Ni-CuNi-Cu合金合金MonelMonel合合金金：：70Ni-28Cu-X70Ni-28Cu-X、、66Ni-32Ni-X66Ni-32Ni-X，，耐耐F F- -、、高高浓浓度度烧烧碱碱、、HH2 2S S等腐蚀等腐蚀 二、二、 Ni-MoNi-Mo合金（＞合金（＞20%Mo20%Mo））HastelloyHastelloy系列合金（哈氏合金）系列合金（哈氏合金）, ,主要牌号有：主要牌号有： HastelloyHastelloy A A：：0Ni60Mo20Fe200Ni60Mo20Fe20 HastelloyHastelloy B B：：0Ni65Mo28Fe5V 0Ni65Mo28Fe5V HastelloyHastelloy B-2 B-2：：00Ni70Mo28 00Ni70Mo28 HastelloyHastelloy C C：：0Cr16Ni57Mo16Fe6W4 0Cr16Ni57Mo16Fe6W4 HastelloyHastelloy C-4 C-4：： 00Cr16Ni65Mo16Ti 00Cr16Ni65Mo16Ti HastelloyHastelloy G G：： 0Cr22Ni45Fe20Mo7Cu2Nb20Cr22Ni45Fe20Mo7Cu2Nb2 三、三、Ni-CrNi-Cr合金合金 InconelInconel合合金金是是这这类类合合金金的的代代表表，，是是一一类类组组成成相相当复杂的多元合金。
当复杂的多元合金 InconelInconel 80-13.7 80-13.7可用于加工核反应堆锅炉传热管可用于加工核反应堆锅炉传热管 四、四、Ni-TiNi-Ti形状记忆合金形状记忆合金 原子比原子比5050：：5050 形状记忆、高弹性形状记忆、高弹性 。