影响不锈钢发生腐蚀的因素

  影响不锈钢发生腐蚀的因素

应力腐蚀破裂  并不是任何介质都能使金属发生应力腐蚀，一种金属材料只会在特定的介质中才发生应力腐蚀破裂。如下表：  能引起合金产生应力腐蚀破裂的某些介质




把空气中耐蚀的钢称为“不锈钢”，在各种侵蚀性介质中耐蚀的钢称为“耐酸刚”，通常把不锈钢和耐酸钢统称为不锈耐酸刚，简称为不锈钢，可按成分、组织和用途进行分类： 按成分分为铬钢、铬镍钢、铬锰钢等；  按组织分为奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢、奥氏体-铁素体双相钢等。  按用途可分为耐海水腐蚀不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐硝酸不锈钢等。   


普通不锈钢在海水中，当腐蚀电位达到点蚀电位Eb，钝化膜局部破坏，将引起不锈钢点蚀。 不锈钢的耐蚀性是因为合金中铬的存在，铬浓度超过11%时，就能抵抗大气腐蚀，随着铬含量增加，耐腐蚀性提高。（但是也有极限）   


当不锈钢暴露在高温高压除氧水中时，虽然最初几百小时的腐蚀速度较大，但以后会逐渐降低而达到一个恒定值，形成均匀腐蚀，腐蚀速度降低的原因，在于不锈钢表明生成一层尖晶石型氧化膜，其化学组成通式为M3O4（此处M 为铁、铬和镍，铬为强钝化金属，难以发生析氢腐蚀），这层膜紧贴基体金属表面，稳固坚实，耐腐蚀和磨损，具有很好的保护作用。 在高温水中，溶解氧的存在往往使不锈钢表面生成的氧化物（a-Fe2O3）比较疏松，易受水力冲刷等的影响而剥落，失去保护作用，因此，水中溶解氧超过某一浓度将导致腐蚀加剧。   


各种牌号的奥氏体不锈钢在纯净水中的腐蚀受水的温度、流速以及金属本身表面状态的影响，初始的均匀腐蚀速度一般为60-240mg/dm2.a，提高表面光洁度能改善不锈钢的耐蚀性，提高水的pH值可增强不锈钢的稳定性。  


辐照对不锈钢的腐蚀没有太大影响，但长时期的中子辐照将使不锈钢机械性能发生变化。   



应力腐蚀对不锈钢设备的危害最大。不锈钢应力腐蚀造成的破坏均系脆性断裂，即使是高塑性奥氏体不锈钢，在应力腐蚀破裂时也不产生明显的塑性变形。应力腐蚀的显微裂纹为穿晶型或晶间型，或两者混合型。  


不锈钢在含氧和氯离子的水中最易遭受应力腐蚀，这种腐蚀曾造成核电站中蒸汽发生器等主要设备的严重损坏。奥氏体不锈钢破坏的几率随氯离子浓度增大而增加，在含氧量较高的水中尤为明显，氧气是奥氏体不锈钢氯离子应力腐蚀破裂的促进剂，由此可见，在压水堆中，为防止不锈钢氯离子应力腐蚀，应严格控制冷却剂中溶解氧和氯离子含量。   


奥氏体不锈钢在中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀，但是只要介质中的含氧量低于1mg/L就不会发生，因此可以通过除去介质中的溶解氧和氧化剂，以控制应力腐蚀。   一般认为F-会引起高温水甚至低温水中不锈钢的应力腐蚀破裂。除F-和氯离子外，未发现其他卤素离子对不锈钢应力腐蚀的影响。  


提高溶液pH值能延缓腐蚀断裂过程，因为pH值的变化影响金属溶解的动力学和电极过程。用磷酸盐调pH值对抑制应力腐蚀有利，但其浓度需适当，以免引起苛性应力腐蚀（缝隙处浓缩，形成有利氢氧根，笔者）。  


不锈钢的苛性应力腐蚀（晶间腐蚀）与氯离子应力腐蚀不同，前者不需要氧，而且不像后者那么容易发生。试验表明，氢氧化钠溶液浓度需在50000mg/L以上，才会使347不锈钢发生苛性应力腐蚀破裂。苛性碱对不锈钢表面无不良影响，但在加热的缝隙中，苛性碱的局部浓缩能使不锈钢断裂。（输送碱液管道可用不锈钢，但是需要控制温度和缝隙。蒸汽发生器中的局部浓缩中的碱脆是不锈钢和镍基合金应力腐蚀破裂的主要原因）

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