第6章 典型金属材料的耐蚀性m.ppt

第6章 典型金属材料的耐腐蚀 §6－1 铁基耐蚀合金 不锈钢的定义：Cr质量分数大于13％的Fe－Cr合金，在大气条件下不生锈，称为“不锈钢”；在各种侵蚀性较强的介质中，耐腐蚀的Fe－Cr合金称为“耐酸钢”。不锈钢之所以在某些环境中耐蚀，是与其钝化性能有关。 1）膜的厚度1-3nm； 2）膜的成分：富Cr； 3）膜的结构：尖晶石结构，当Cr12%，尖晶石结构已不明显，当Cr19%时，主要为非晶态结构，当Cr28%时，完全为非晶态组织。 不锈钢的分类 按组织分类： 奥氏体不锈钢 铁素体不锈钢 马氏体不锈钢 奥氏体－铁素体双相钢 铁素体－马氏体双相钢 一、奥氏体不锈钢 定义：具有奥氏体组织的不锈钢称为奥氏体不锈钢。 典型牌号：18－8 以18－8型铬镍钢为基体的奥氏体不锈钢，应用最广泛，占奥氏体不锈钢的70％，占全部不锈钢的50％。奥氏体不锈钢的耐蚀性取决于Cr、Ni、Mo、Nb、Ti、C。 优点： 1）具有优良的综合机械性能和加工性能，且耐蚀性能也优于其它不锈钢。 2）耐大气腐蚀(工业大气、海洋大气腐蚀)，也耐土壤腐蚀； 3）耐氧化性酸腐蚀。 奥氏体不锈钢 4）Cr-Ni奥氏体不锈钢耐碱蚀性能非常好，其耐碱性能随钢中镍含量升高而增加。 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 应用：石油、化工、食品、医疗等行业，例如尿素高压设备全部采用奥氏体不锈钢316L和25-22-2(00Cr25Ni22Mo2N)、医疗器械 二、铁素体不锈钢 定义：在室温下组织为铁素体的铬不锈钢。 典型牌号：0Cr13、Cr17以及Cr25－30的钢 优点：高纯高铬不锈钢具有优异的耐蚀性，特别是具有优异的抗应力腐蚀性能、耐点蚀和缝隙腐蚀性能和优良的耐晶间腐蚀性能。 Cr13型铁素体不锈钢： 一般在大气、蒸馏水、天然淡水中是稳定的，但在含氯离子的水中容易产生局部腐蚀，在过热蒸汽中具有非常高的稳定性，在稀硝酸中是稳定的，在还原性酸中耐蚀性差。常用作耐热钢，用于汽车排气阀等。 铁素体不锈钢 Cr16－19型： 焊接性比Cr13差，但在氧化性环境中，耐蚀性尚好。在非氧化性酸中耐蚀性很差。Cr17在高温质量分数不超过60％的硝酸中稳定，因此广泛应用于硝酸工业中如制造吸收塔、热交换器等。18Cr2Mo用于制造热水输水管和热水器、与有机酸接触的热交换器以及石油炼制设备。 Cr25－28型： 它是铁素体不锈钢中耐酸性和耐热性最好的钢。耐硝酸腐蚀，甚至硫酸中含有Fe3＋、Cu2＋等离子时，也具有较高的稳定性。但在含有氯离子的介质中，耐蚀性明显下降，不耐烧碱溶液腐蚀。28Cr2Mo、28Cr4Ni2Mo等可在海水中使用。 铁素体不锈钢 缺点： 铁素体不锈钢虽比奥氏体不锈钢耐氯化物应力腐蚀，但也产生应力腐蚀，其SCC起源于点蚀和晶间腐蚀。 三、马氏体不锈钢 定义：是指在室温下具有马氏体组织的铬不锈钢。 典型钢种：2Cr13、3Cr13、4Cr13和9Cr18等 耐蚀性：优良的耐全面腐蚀性能，在室温下，在弱有机酸或盐溶液中，以及弱腐蚀性介质中，也有较好的耐蚀性。 用途：制造硬度高的耐磨部件或量刃具 四、马氏体－铁素体双相钢 定义：在室温下具有马氏体－铁素体组织的钢 典型钢种：1Cr13 耐蚀性：接近马氏体钢，但其硬度低，塑性和韧性较好，具有良好的焊接性能。在含氯离子的介质中，耐点蚀和缝隙腐蚀的性能都不理想。 用途：制造弱介质使用的部件如食品、奶制品工业，在室温下，也可用于硝酸和醋酸溶液中。作为耐热钢，1Cr13也可用于制造450－550℃下工作的气轮机叶片及锅炉零件。 五、奥氏体－铁素体双相钢 定义：在室温下具有奥氏体－铁素体组成，两相的比例大体相同。 典型钢种：Cr18型（3RE60（00Cr18Ni5Mo3Si2）/18-5）、Cr21型(SAF2205、0Cr21Ni5Ti)、Cr25型(00Cr25Ni5Ti、SUS329J1) 耐蚀性：对晶间腐蚀不敏感；具有优良的耐应力腐蚀与腐蚀疲劳性能；耐点蚀和缝隙腐蚀性能好。 用途：广泛用于海洋、石油石化、尿素、硫酸、磷酸和草酸工业 §6－2 铜基耐蚀合金 一、纯铜 铜属半贵金属，与平衡氢电极相比具有较正的电位，但和氧电极电位相比又较负。所以，在大多数条件下，进行的是阴极吸氧腐蚀。当酸、碱中无氧化剂存在时，铜比较耐蚀；当含氧化剂时，铜发生腐蚀。 Cu→Cu++e Cu→Cu2++2e 铜的电极电位分别为+0.52V和+0.35V； 纯 铜 1）铜耐大气腐蚀。大气中的铜，首先生成Cu2O，然后逐渐形成CuCO3·3Cu(OH)2保护膜； 在工业大气中，生成CuSO4·3Cu(