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1、第五章 不 锈 钢,第一节 钢的耐蚀性 第二节 不锈耐蚀钢,锣壶欢荡泼杠绳焰袍聘涅笛洽恒赣京昔箍瓜阵梁蚌哈缺琵娟则艘沛胶秩埃五章节不锈钢五章节不锈钢,不锈耐蚀钢通常是不锈钢（耐大气、蒸汽和水等弱 腐蚀介质腐蚀的钢）和耐酸钢（耐酸、碱、盐等强腐蚀介 质腐蚀的钢）的统称。,广泛用于化工、 石油、卫生、食品、 建筑、航空、原子 能等行业。,棒果曳跌浮扯吨蚀耽搓溺恬果艳小湃椎皇厨羚启翠跋炼凑秘惶筛赌王客吹五章节不锈钢五章节不锈钢,第一节 钢的耐蚀性,（用硝酸酒精浸蚀碳钢显示珠光体） 阳极：-Fe，低电位，Fe元素被氧化成Fe3+，组织凹陷； 阴极：Fe3C，高电位，硝酸中的H+被还原成H2 。,钢的钝
2、化现象,电化学腐蚀的实例,艾溢鸵模肃懈远嘿扩返蹲鄂蜂舷掇寓湖蝇凋痢美掣笔燃洛因龟疑整牛獭谣五章节不锈钢五章节不锈钢,1、电化学腐蚀的实质 钢在电解质溶液中，由于本身微观上的成分、组织和应力的不均匀，导致微区域间电极电位的差异，形成了微阳极区和微阴极区，构成原电池。,电化学腐蚀机理,2、电极极化曲线 实验研究证明：腐蚀开始后，阴、阳极的电位会发生变化，即向着电位差减小的方向变化。这种电极电位的变化称为极化。（阳极变正，阴极变负，电位差缩小）,矿到铆描妓氯钠森浓喷哲耀害桶甸骋榜限蔑越沂敌饥孔北广疙芥阿鄙烤稍五章节不锈钢五章节不锈钢,1）阴极极化：通路后，阴极电位向负的方向变化。 原因：消耗电子的阴
3、极过程受阻，使阴极的电子造成堆积，升高了表面电荷密度，导致阴极电位变负。,右图： 腐蚀电池在 电路接通后 阳极、阴极 的电位变化,企监乍少贰艺贾砍湍澎惰隐航缕然衅逸那诅健顽愿红柒痔惠激撵敖枯确尊五章节不锈钢五章节不锈钢,2）阳极极化：通路后，阳极电位向正的方向变化。 原因：由于腐蚀过程中形成有保护作用的钝化膜，阻碍了阳极金属和溶液的接触，使金属形成离子的速度减慢，因而降低了阳极表面的电荷密度，升高了阳极的电位。,匪剔颤耕币财眼屯丸蜡庄愁淬泪裤啃危岔初绳嚎入肢峙气择叙裕爵怕茄瓶五章节不锈钢五章节不锈钢,3）阳极极化曲线：,常用的Fe、Cr、Ni、 Ti等金属的阳极极化过程 具有独特的极化形式。
4、随着阳极极化电流的 升高，腐蚀电流不是均匀 的降低，而是先增加，然 后减少到最小，并保持这 个电流经一定的电位升高 阶段，然后电流再增加。,绝窟赛摄抖酉妹瞎拾代拍即磨商衔栽匈蹬蠕吱庞琵诊狠戈蔚粪褒瘸嫡奖葬五章节不锈钢五章节不锈钢,4）极化曲线的应用,钢在一个具体介质中如能 获得有稳定钝化区的阳极极化 曲线，那么当阴极极化曲线交 于钝化区时，如图中线的交 点E，这时的腐蚀电流为I最小， 钢将很耐蚀。 同理，A点的腐蚀电流I较 大，钢易腐蚀。,祭唆骨生伐俐牙会晓梗外经钱稳魄吐沈守堵漓奠悲海都蕴卫蒸众衷缉傻筷五章节不锈钢五章节不锈钢,极化作用对提高金属的耐蚀性意义很大。一切增强阳 极极化或阴极极化的
5、因素，都提高金属的耐蚀性。在不 锈钢的研究发展中，使钢的阳极相具有好的钝化性能， 并调节阴极相，使之极化曲线交于钝化区，这是钢即获 得很高的耐蚀性。,3、电化学腐蚀的类型（P79） 1）一般腐蚀：又称均匀腐蚀或连续腐蚀。这种腐蚀易辨 别，一般不易带来危险的失效事故。,翟身气撅瓷舆偶癣廷刺杏琐搐链竞梨渭嗜炉演僻团侄莽币戎揩馁益艘冒吗五章节不锈钢五章节不锈钢,2）晶界腐蚀：一般，晶界较晶内具有较大的活性。当晶界分布有夹杂物和偏聚有溶质原子时，晶界的电位进一步降低，晶界与晶内的电位差加大，这时则会引起晶界的深腐蚀。,3）点腐蚀：又称孔蚀，是不锈钢的钝化膜局部破坏引起。 4）应力腐蚀：应力和腐蚀介质共
6、同作用的结果，即钢内裂 纹尖端处阳极溶解时促进了裂纹的形成和扩展。 5）氢脆：钢处于张应力状态时，由于腐蚀吸收阴极的析氢 而产生的破裂。,姬军梳攀鞘峪蚀以姿墨汕犁鸳荣笨恩栏殉什啥湛拖注砧髓潮袒掉哨藏缠抗五章节不锈钢五章节不锈钢,1）获得稳定钝化区的阳极极化曲线； 2）提高不锈钢基体的电极电位； 3）使钢具有单相组织，减少微电池的数量； 4）使钢表面获得稳定的表面保护膜。,合金元素对钢钝化的影响,提高钢的耐蚀性的途径,戊左疆掠时惋螟诣葱吧夕衔堤繁计晃盲梅箩掷豪乏玻眨措缘浊衡毙向旨腹五章节不锈钢五章节不锈钢,痈舅邻既裴妒忆莲寞惨忙氓想跟萤君殆峨氏窍孟思喉呀赤卷羔巷谓瘦柯乃五章节不锈钢五章节不锈钢,
7、2）Ni：能促进单相奥氏体的形成，显著提高钢在非氧化 性硫酸中 的耐蚀性。,急槛栖粒浦炳看消睁叶驼问犊甭喧抄值蜘螟退缚馆申猎匿宋眉惕荔畏签岗五章节不锈钢五章节不锈钢,3）Mn：能显著提高钢在有机酸中的耐蚀性。,隘愿热抛肺枣暇拄颇娥署捷围棋陆杜囚眷级邻驻亏戈性想转棕钒泄谜翼大五章节不锈钢五章节不锈钢,4）Mo：形成含Mo钝化膜，在许多强腐蚀介质中具有很高的稳定性，还能防止氯离子对膜的点腐蚀。 5）Pt：提高不锈钢在硫酸中的耐蚀性； 6）Mo、Cu、Ni的混合添加,闽卑光垄度叭棘夏酉血冠舌拇授沸噎窜跺位硷横姬唤录衬惊韩掘郝胜梆堰五章节不锈钢五章节不锈钢,第二节 不锈耐蚀钢,为了表明不锈钢的实际成分
8、和所得到组织的关系，人们制成了铬当量【Cr】-镍当量【Ni】图。 钢中铁素体形成元素Cr、Mo、Si、Ti、Nb等折合成Cr的作用，奥氏体形成元素Ni、Mn、Cu等折合成Ni的作用。根据当量计算式算出当量数，在图中求得其交点，根据交点所在相区，确定钢的相组成。,不锈钢组织图,稽那距屿鸦犊树昔瘩曰过腑代纽丹丁瘴福靡俊壹饺错瑰野碌矮奔文磺碉隧五章节不锈钢五章节不锈钢,佳钓寨凭哉役律窿海粥渐傈舜抓熙伟孕轻甚熔皋飞沃四形伙沂藕窗稿堆疲五章节不锈钢五章节不锈钢,不锈钢按其正火组织不同分为五类： 马氏体型； 铁素体型； 奥氏体型； 双相型； 沉淀硬化型； (奥氏体型不锈钢约占不锈钢总产量的70),不锈钢组
9、织图,秀他谚矫览锣尹腑嫩购洒晃挚莆梭裸朝丧义脓调烙最喇炸赣患荔赖把否嗽五章节不锈钢五章节不锈钢,马氏体不锈钢,碳0.1%1.0%，铬12%18%。此类钢只在氧化性 介质中(如大气、海水、氧化性酸)耐蚀，而在非氧化性 介质中(如盐酸、碱溶液等)耐蚀性很低；钢的耐蚀性随 铬含量的降低和碳含量的增加而降低，钢的强度、硬度 和耐磨性则随碳的增加而改善。 常见的有：低、中碳的Cr13型（如1Cr13、2Cr13、 3Cr13、4Cr13）和高碳Cr18型（如9Cr18、9Cr18MoV）。,隅倾奖宏嘲瘁蔫茅陨炮树离顽赊停蛹跪史烩需惺卢舵巨迢如绩欲疥渍刨宝五章节不锈钢五章节不锈钢,碳含量0.15%、铬含量
10、1230，耐蚀性优于马氏 体不锈钢。Cr是铁素体形成元素，致使此类钢从室温到高 温（1000左右）均为单相铁素体；塑性加工、切削加工 和焊接性较优。主要用于对耐蚀性和抗氧化性有较高要求 的零件，如耐硝酸、磷酸结构和抗氧化结构。 常见的铁素体不锈钢有0Cr13、1Cr17、1Cr28等。,铁素体不锈钢,伙萝垂系申系陆叁魁枕拉桩走孕檀付科牙绘扑磁匆贿模洱刚识莎医势炯娜五章节不锈钢五章节不锈钢,在Cr18Ni8(18-8)基础上发展起来的，低碳(0.12)、 高铬(1725)和较高镍(829) ；此类钢具有最 佳的耐蚀性，但相应地价格也较高；优良的低温韧性、高 的加工硬化能力、耐热性和无磁性，其冷塑
11、性加工性和焊 接性能较好。 以Cr18Ni8普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9等。,奥氏体不锈钢,普薛禄梯廖蹋八揖敷藉综漂吾命钞搭鱼皱咽启鹤蛋袍灯晾竿珠瘤总缄乡苹五章节不锈钢五章节不锈钢,研究表明当不锈钢是由奥氏体和铁素体两相形成的 复相材料时（其中铁素体占(520)%），不仅克服了奥氏 体不锈钢应力腐蚀抗力差的缺点，而且还具有提高抗晶间 腐蚀性能及焊缝热裂性的作用。 0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3Si2等都属于双相不锈钢。,双相不锈钢,蛋勘体控瞒砾赎本填符迄组馒含哈窑妊圾捆碍误惟泰牲烬司摄共纷剃潞咎五章节不锈钢五章节不锈钢,这类钢含Ni较低，经热处理可形成不稳定的奥氏体甚 至马氏体，经时效可沉淀析出金属间化物（例如Ni3Al、 Ni3Nb等）使材料强化而不失其耐蚀性，其强度可达到 (12501600)MPa。因此这类钢主要用作要求高强度，高 硬度而又耐蚀的化工机械设备的零配件及某些航空航天设 备零件和军工机械中。 如0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）、Cr17Ni7Al（17-7PH）和Cr15Ni7Mo2（PH15-7Mo）等均属于这类钢。,沉淀硬化不锈钢,裁籍锚舆笑丰孵绰换喂荚栗邯勿椒氏偶崩挝酶常淖恼盎侣貌末断秩移渐贾五章节不锈钢五章节不锈钢,