黑色金属及其合金耐蚀性

金属及其合金耐蚀性金属材料的化学性能最主要的是指它的耐腐蚀性。材料抵抗周围介质对腐蚀破坏的能力称为材料的耐腐蚀性能。耐蚀性不是材料固有不变的特性，它随材料的工作条件而改变。一、碳钢和普通铸铁的耐蚀性1、耐蚀性能在淡水、大气、土壤、海水等中性介质中都不耐蚀；在各类干燥气体和有机溶剂等介质中耐蚀性良好；在低浓度碱溶液及浓硫酸、浓氢氟酸等介质中，碳钢和普通铸铁表面能生成稳定的膜，因而是耐蚀的。2、影响耐蚀性的因素介质组成；铁碳合金的成分和组织；钢铁热处理条件差异。二、耐蚀合金铸铁  在铸铁中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介质中的耐蚀性。如添加硅、铬、铝等元素，可使铸铁表面形成连续、致密、牢固的表面膜；添加镍能获得耐碱性介质腐蚀性能优良的奥氏体铸铁；加稀土元素、镁，能使石墨球化，从而大大改善高硅铸铁的力学性能和工艺性能。但在低浓度碱清洗之后表面容易达到生锈条件而产生闪锈。三、耐蚀低合金钢  耐蚀低合金钢通常是指在碳钢中加入合金元素的总量低于 3%左右的合金。加入的合金元素种类、含量不同，所起的作用不同。根据在不同介质中的耐腐蚀性能，可将耐蚀低合金钢分为如下几种：（1）耐大气腐蚀钢种；（2）耐海水腐蚀钢种；    （3）耐硫化氢腐蚀钢种。四、不锈钢的耐蚀性不锈钢是铬、镍含量较高的合金钢。通常把耐大气腐蚀的合金钢称为不锈钢，把在酸中及其它强腐蚀性介质中耐腐蚀的合金钢称为耐酸钢。一般把上述不锈钢与耐酸钢统称为不锈耐酸钢或简称为不锈钢。1、铬13不锈钢铬13不锈钢（马氏体、铁素体）的牌号对照见下表：中国美国英国西德日本前苏联1Cr13 马氏体AISI 403、410En 56BW-Nr, 4021SUS 21、22Э>K22Cr13 马氏体AISI 420En 56CW-Nr, 4034SUS 23Э>K21Cr13 铁素体AISI 405En 56AW-Nr, 4001、4024SUS 38                   本钢种含铬12~14％，约为不锈钢必需含铬的最低量（Cr＞12％）。它可经热处理硬化，产生带磁性的马氏体结构，所以通称马氏体不锈钢。低碳品种有铁素体不锈钢。它的耐蚀性和其它不锈钢类似。能够耐大气、水、硝酸、碱、盐、有机酸、有机化合物及其它氧化性环境的腐蚀；不耐非氧化性酸（硫酸、盐酸等）的腐蚀。在含有卤素离子的溶液中可产生孔蚀和应力腐蚀破裂。由于它不含镍，铬含量也较低，所以一般耐蚀性都低于铬17铁素体和铬18镍9奥氏体不锈钢。它的强度和硬度高，韧性较低，常用于同时需要耐蚀性、强度和硬度的部件，如阀门部件、球轴承等。一般不用作槽、管等化工设备。2、铬17不锈钢    铬17 不锈钢（铁素体）的牌号对照见下表：中国美国英国西德日本前前苏联Cr17TiAISI 430En 60W-Nr, 4016、4510SUS 24Э>K645铬17不锈钢含铬17~27％，晶粒结构主要是带磁性的铁素体，所以通称铁素体不锈钢。它不能经热处理硬化，但可通过冷加工硬化。它的耐蚀性和其它不锈钢类似，耐大气性能优良，耐硝酸和其它氧化性环境，也耐碱、盐、水、有机酸及其它有机化合物的腐蚀。不耐非氧化性酸（硫酸、盐酸等）的腐蚀。其耐蚀性优于马氏体不锈钢，低于奥氏体不锈钢，但在耐应力腐蚀破裂方面优于奥氏体不锈钢。主要用于耐大气腐蚀的如汽车和建筑业的各类部件、家庭用具等，也可用于硝酸工业的设备（如贮罐）。但因其焊接、加工性能远低于铬18 镍9钢，故在化工方面的应用受到了限制。本钢种有含钛、不含钛和低碳等几个品种，其耐蚀性基本相似，低碳含钛的钢对晶间腐蚀有较强的抵抗力。3、铬18镍9不锈钢铬18镍9不锈钢（奥氏体）的牌号对照见下表：中国美国英国西德日本前前苏联0Cr18Ni9304、304L58E4301、430627、28ЭИ8421Cr18Ni930258A430039、40ЭЯ11Cr18Ni9T（i   Nb）321（347）58B（F）4541（4550）29ЭЯTCr25Ni20310、314   42 Cr18Mn8Ni5        202     铬18镍9不锈钢（奥氏体）是含铬 11％以上或同时含镍的钢种的通称。它在常温氧化性环境（如大气、水、强氧化性酸等）中容易钝化，使表面产生一层以氧化铬（Cr2O3）为主，保护性很强的薄膜，其腐蚀率极低，因此得“不锈钢”之名。但当温度增高或环境的氧化能力减小时，将由钝态变为活态，腐蚀显著增大。各类不锈钢对有机酸、有机化合物、碱、中性溶液和多种气体都有良好耐蚀性。在非氧化性酸（硫酸、盐酸等）中腐蚀严重。不锈钢设备的腐蚀常常为局部腐蚀，当处于钝态和活态边缘，在含有卤素离子的盐溶液中，可能产生孔蚀。在含有对应力腐蚀敏感离子（如Cl－ 、OH － 等）的溶液中，受应力的部分（如焊缝附近）则可能产生危险的应力腐蚀破裂。焊缝两侧的敏化区还易产生晶间腐蚀。铬镍钢的耐蚀性和机械性能都超过单纯铬钢。镍的加入促进奥氏体结构的生成，可得到更好的机械性能，特别是使韧性提高，同时又增大了钝化范围，使它更容易钝化。铬18镍9钢是不锈钢中用途最广的品种。它没有磁性，不能不能经热处理硬化，但和铁素体不锈钢一样，可经冷加工硬化。加入少量钛或铌的品种对晶间腐蚀的抗力较高，也称“稳定钢”。铬、镍含量越高，耐蚀性和耐热性也越高，如铬25镍20钢就具有耐高温氧化的特点。此外，还生产了以锰代镍的节镍或无镍钢（铬锰氮钢）。所有以上品种耐蚀性基本相同，唯有含钼 2~4%的铬镍钼钢对非氧化性酸、卤化物等介质的耐蚀性较好，不易产生孔蚀，因差别较多，所以另列表。4、铬18镍12钼（钛）不锈钢铬18镍12钼（钛）不锈钢（奥氏体）的牌号对照见下表：中国美国 AISI英国 En西德 DIN日本 SUS前苏联ЭИCr18Ni12Mo2~3        316、316L58H、58J4436、4570-1 457332、33、35400-1Cr18Ni12Mo2Ti317 4449     Cr26Mo1E-Brite 26-1



本钢种和一般铬镍不锈钢相似，氮由于加入了2~4%的钼，所以在许多方面比铬镍不锈钢更为优越，特别是在非氧化性酸和热的有机酸、氯化物中的耐蚀性要比铬镍不锈钢好得多，抗孔蚀的能力也越好。含钛或铌的钢对晶间腐蚀有较强的抗力。含钼的铬锰氮（镍）钢耐蚀性与钢种基本类似，因此，可作本钢种的代用品。铬26钼1微碳铁素体不锈钢（E-Brite 26-1）耐蚀性与本钢种类似，与其它无镍铁素体钢同样具有耐孔蚀和应力腐蚀破裂的优点，且因碳、氮的含量低，所以也耐晶间腐蚀。可作本钢种的节镍代用品。5、铬20镍 22~30不锈钢―20号合金铬 20 镍 22~30 不锈钢不锈钢国外商品名为Durime 20（铸材），Carpehter 20（锻材），Worthite。牌号见下表：牌号20号合金镍、铬、钼耐热不锈钢C6本类合金因铬、镍含量较高，所以耐蚀性比普通不锈钢更高。可用于处理硫酸、硝酸、磷酸、混酸、亚硫酸、有机酸、碱、盐溶液、硫化氢等。在某些浓度下，还可用于高温。但不耐浓或热的盐酸、湿的氟、氯、溴、碘、王水等的腐蚀。因为价格较贵，一般由于腐蚀严重的环境以及高温、高速下磨蚀严重的部件，如阀、泵等。不同牌号的钢种由于合金成份略有差异，在个别环境中耐蚀性可能有差别，使用时要注意。

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