不銹鋼的腐蝕

不銹鋼也有腐蝕，如在高溫下，表面被氧化形成氧化皮，這是不爭的事實。金屬腐蝕分兩方面發(fā)生，一是化學(xué)腐蝕，二是電腐蝕。金屬在高溫下產(chǎn)生的腐蝕叫化學(xué)腐蝕，金屬在常溫下產(chǎn)生的腐蝕叫電腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕叫均勻腐蝕，電腐蝕叫局部腐蝕。

1）化學(xué)腐蝕

金屬高溫腐蝕這是常知。只不過不銹鋼與普鋼的腐蝕程度不一樣。不銹鋼能承受更高的溫度，如1Cr13(410)的氧化溫度在500℃-600℃；1Cr17（430）的氧化溫度在600℃-700℃；而0Cr18Ni9(304) 的氧化溫度在800℃-900℃；普鋼的氧化溫度卻只有200℃-300℃。不銹鋼的腐蝕程度隨溫度升高而嚴(yán)重，普鋼的腐蝕是隨時間而嚴(yán)重。不銹鋼表面生成的氧化皮反而阻止再氧化，普鋼生成氧化皮加重氧化。當(dāng)然，人們要問，那么在常溫呢？普鋼在無防護(hù)腐蝕措施的保護(hù)下也要被空氣中的氧腐蝕掉。不銹鋼的常溫腐蝕要復(fù)雜得多，不僅與氧有關(guān)，也與組織、內(nèi)部夾雜、內(nèi)部應(yīng)力以及熱處理狀態(tài)有關(guān)、還與環(huán)境介質(zhì)有關(guān)。下面要談到是電化學(xué)腐蝕。

1）電化學(xué)腐蝕

前面談到不銹鋼在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。接下來說一說常溫狀態(tài)下的不銹鋼的腐蝕現(xiàn)象。要知道，溫度對不銹鋼的耐氧化有很大關(guān)系，因為，不同性質(zhì)的不銹鋼其表面氧化溫度是不一樣的，所以，正確選取不銹鋼應(yīng)考慮在什么溫度下使用，再去考慮其它方面的性能和要求。說到這里，應(yīng)該對不銹鋼有了一點了解，不銹鋼的不銹性是有條件的。那么，電化學(xué)腐蝕是如何發(fā)生的呢？首先，應(yīng)知道，物質(zhì)世界的元素和組成的化合物，都具有不同的電極電位（電極勢），也就是說，不同的物質(zhì)之間存在著電極勢，一旦有溶液或電解質(zhì)充實兩物質(zhì)之間，創(chuàng)立了電池回路，形成微電流。這就說，電腐蝕是一種普遍的現(xiàn)象。

⑴點腐蝕產(chǎn)生有的因素

①不銹鋼表面夾雜：表面存在有氧化物、硫化物、硅酸鹽等夾雜，如果表面再遇到水溶液附帶上面，水在兩物質(zhì)之間電解，有微電流產(chǎn)生，水電解為氫離子和氫氧離子，而氫氧離子與鉻可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成氫氧化鉻而腐蝕。

②不銹鋼表面粗糙面：表面存在麻坑或麻面等粗糙的表面。粗糙的表面容易存積空氣中的懸浮微粒（灰塵），而灰塵又吸附空氣中的水份，于是，水份的存在，水份在兩物質(zhì)之間的電極電位的作用下電解，分解出氫離子和氫氧離子，氫氧離子與鉻反應(yīng)而腐敗蝕。

③氯離子環(huán)境：不銹鋼表面處于有氯離子的氣氛中時，氯離子選擇性破壞表面鈍化膜，選擇性是因為不銹鋼表面存在有夾雜、粗糙點、成分偏析和力學(xué)性能差異，氯離子本就是電解質(zhì)，氯離子與氧可生成次氯酸，氫氧離子與鉻反應(yīng)生成氫氧化鉻，鈍化膜一旦被破壞就會出現(xiàn)腐蝕集中，也稱孔蝕。

⑵組織腐蝕：

組織腐蝕也稱晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼或奧氏體與鐵素體雙相鋼中，鋼中的碳元素隨加熱溶解于奧氏體中，如在熱軋制過程中，鋼被加熱到1000-1200℃，碳元素開始于900℃溶解于奧氏體中，1050℃碳元素基本完全溶解于奧氏體中。但在冷卻過程中，碳又從奧氏體中被析出，并在晶間處與鉻元素化合，成為Cr23C6的碳化物。使晶間處的鉻含量減少，造成貧鉻現(xiàn)象，也就使去防銹的功能。

⑶應(yīng)力腐蝕：

不銹鋼熱軋變形、冷拔變形、冷軋變形和熱處理過程中，鋼基內(nèi)部殘余應(yīng)力將造成通條性能不均。特別是冷變形表面，因晶格奇變，容易受外部環(huán)境影響（如摩擦、劃傷、碰撞和浸蝕受到腐蝕集中）和附加應(yīng)力疊合大于晶間原子力時被破壞。

3、不銹鋼的耐腐蝕性能

⑴不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)

馬氏體＜鐵素體＜鎳-鉻奧氏體

這里特別提到奧氏體不銹鋼分高鎳、低鎳和無鎳奧氏體不銹鋼。其不銹性能有：

無鎳奧氏體＜低鎳奧氏體＜高鎳奧氏體

——馬氏體是因為鋼中鉻含量為13%左右，并有碳含量為0.1%-0.4%的范圍變化。就是說碳含量較高，而碳元素在不銹鋼中是降低耐銹性能的，所以防銹性是隨碳含量增加而下降。再來談?wù)?，馬氏體不銹鋼。人們常稱馬氏體和鐵素體為鉻不銹鋼，還有稱為鉻鐵鋼。其實馬氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼有很大區(qū)別的，一是形成機(jī)理不一樣；由于鋼中碳元素是奧氏體形成元素。馬氏體在高溫區(qū)為奧氏體組織，冷卻到低溫（常溫）為馬氏體組織，也就是說，馬氏體不銹鋼有相變發(fā)生。根據(jù)冷卻的方式和冷卻速度，可得到淬火工藝有不同的硬度和強(qiáng)度性能，但塑性很低，冷變形較差，變形后容易自裂，需及時退火去除應(yīng)力處理。所以說，馬氏體不能冷變形后交貨。

——鐵素體不銹鋼鉻含量提高到17%以上或碳含量降到0.08%以下時，其內(nèi)部組織為鐵素體在高溫到低溫不發(fā)生相變，隨著鉻元素含量的增大，防銹蝕能力也增強(qiáng)，但鐵素體不銹鋼變形硬化率很低，變形應(yīng)力也低。不能用冷變形提高強(qiáng)度值，反而降低了塑性，使鐵素體不銹鋼變脆如受力而自裂。再是鐵素體不銹鋼有低溫脆性，不能適用于常溫以下（特別是東北地區(qū)的冬季）的裝置，還有475℃脆性的溫度下，所以使用范圍較窄，造成使用上的限制。如果將鐵素體碳含量降低到0.001%以下，再將鋼中的氮元素降到0.001%以下，而低溫脆性可降到-80℃以下，發(fā)揮出無鎳和防銹的優(yōu)越性。

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