在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。
点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
缝隙腐蚀:是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。
全面腐蚀:是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。
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200系不锈钢腐蚀研究
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50年代最初开发,80年代以后随着高Mn、高N合金技术的开发,进一步提高强度、非磁性等功能。随着Ni的价格攀升,增加了代替300系使用的机率,促进了低Ni钢种的开发。在Cr高的添加Mn时,要少量添加Ni,N等元素;Cr含量为15~16%时Mn节约Ni的效果{zh0};与304相比,节Ni型钢的Cr的含量较低,耐蚀性较差。为了维持高Cr化和高N化,必须少量的添加Ni元素。
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200系不锈钢代表钢种的化学成分:
钢种
标准
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
N
201
ASTM
≤0.15
≤1.0
5.5-7.5
≤0.06
≤0.03
16.0-18.0
3.5-5.5
≤0.25
201实际
ASTM
0.12
0.6
7.0
0.01
0.003
16.1
3.6
0.15
202
ASTM
≤0.15
≤1.0
7.5-10.0
≤0.06
≤0.03
17.0-19.0
4.0-6.0
≤0.25
202实际
ASTM
0.12
0.6
9.5
0.02
0.002
17.2
4.1
0.13
从上表中所显示的成分分析:
1)均匀腐蚀:201/202的Cr含量稍低于304。均匀腐蚀主要是跟Cr的含量高低相关,因此,201/202的抗均匀腐蚀的能力稍低于304;
2)晶间腐蚀:201/202的Mn含量远远高于304的含量,在组织肌体中限制了C的偏析,因此,Mn的存在有利于降低201/202的晶间腐蚀现象的发生;
3)点腐蚀:
201/202不锈钢中的Mn的大量存在,大大提高了N的溶解度。N元素大量添加时有表面缺陷及Pin Hole产生;为防止N的表层下Pin Hole的发生把N添加量控制在:0.3%;添加N元素1%以上时,由于P、S 晶间析出,表面容易产生缺陷。Mn在200系不锈钢中是主要的奥氏体钢的成型元素,Mn与S的亲和力很强,生成MnS,妨碍钝化膜的形成,导致耐蚀性能下降,不锈钢耐蚀性能高低的指标是耐点蚀当量,用Cr%+3.3×Mo%+30×N%-Mn%关系式计算,数值越高,表示耐蚀性能越好。因此,201/202的耐点腐蚀能力远逊于304不锈钢。
目前,市场上流通的L1、LH、J1、J4等不锈钢采用更高含量的Mn来代替Ni的使用,根据上面的分析,它们的耐腐蚀性能相比于201/202(美标)的耐腐蚀性能还有所下降。对它们的使用环境要求更高,在户外使用环境中很容易被腐蚀,其使用环境必须慎重选择。
弹簧钢的定义
弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性,而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。钢的弹性取决于其弹性变形的能力,即在规定的范围之内,弹性变形的能力使其承受一定的载荷,在载荷去除之后不出现{yj}变形。
弹簧钢应具有优良的综合性能,如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能,又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。为了满足上述性能要求,弹簧钢具有优良的冶金质量(高的纯洁度和均匀性)、良好的表面质量(严格控制表面缺陷和脱碳)、xx的外形和尺寸。
根据GB/T13304《钢分类》标准,按照基本性能及使用特性一,弹簧钢属于机械结构用钢;按照质量等级,属于特殊质量钢,即在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的钢。按照我国习惯,弹簧钢属于特殊钢。
磷酸、亚硫酸介质中不锈钢的应用
奥氏体不锈例在适宜的温度下,具有良好的耐任何浓度磷酸腐蚀的性质。因此这种钢在生产和处理磷酸的设施中成了极有用和极经济的材料。马氏体及铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢耐磷酸腐蚀的能力差很多,因此一般在磷酸中不用。302及304不锈钢在室温下对各种浓度磷酸的耐蚀力很满意。在较高温度下,特别是酸浓度大时,必须用316钢。使用316钢的极限温度大约107℃。
若热磷酸溶液中存在氟化物或氯化物,不锈钢腐蚀将大大增加,若磷酸浓液中存在硝酸,则腐蚀减轻。磷酸能引起敏化处理的不锈钢晶间腐蚀,因此焊接件{zh0}用含碳量低的不锈钢。
亚硫酸能引起302, 304钢的点蚀,但对含钼不锈钢的腐蚀作用很轻微。因此316不锈钢在含有二氧化硫废气的烟道设备中的用处很大。在亚硫酸盐纸浆和造纸工业中316和317不锈钢用于热交换器,蒸煮锅内衬,和热亚硫酸盐溶液的循环系统中。
不锈钢机械清理
制造厂常用的机械清理方法有:喷砂,用钢丝刷刷洗和研磨。但是用这些方法时必须小心,喷砂处理时,必须使用干净,不含碳钢及低合金钢和铸铁颗粒的砂丸。干净的玻璃珠很有效,它们像一块块核桃皮。用玻璃珠的另一个好处是不像砂砾或其它更硬的磨料那样使表面过分粗糙或变形。钢丝刷刷洗只能用不锈钢钢丝制,而且以前不曾在碳钢或低合金钢,铸铁或不锈钢以外的任何材料上使用过。
要xx热回火色和微小的表面污染物和缺陷,最常用的方法是干净的砂轮和布轮研磨机。操作时必须小心,因为在许多研磨操作中,这种处理会改变表面,影响耐蚀性。
用硬砂轮研磨与前面讨论的方法相比更容易使表面变形或使表面产生变化。待焊接表面和重焊前焊缝缺陷的清理不应进行重度的表面研磨,研磨造成的严重变形会改变金属表面的显微结构。虽然这并不是都会影响到腐蚀性能,但是,大应力和可能出现的表面裂纹会造成严重的问题。如果可能,应使用砂轮片和布轮而不要用硬砂轮。加工量很大的表面应用化学或电化学方法进行清理。
不锈钢也可再生
国际不锈钢论坛的一项调查表明,大多数欧洲人并不知道钢铁像纸、玻璃和铝等其他常用材料一样是可再生的。这种误解在亚洲和美洲等其它大的不锈钢市场也是很普遍。
实际上,由于奥氏体不锈钢含有珍贵的镍金属,它的再生远远早于其他材料的再生。
80%以上的不锈钢产品都是可再生的。用S30400不锈钢制造的不锈钢产品含有60%的再生材料。其他常用的材料达不到这个水平。
为了更好地让公众了解不锈钢的绿色环保优势,镍协会和国际不锈钢论坛开展了一项宣传活动包括印刷宣传册和网上视频。
此项活动的目的是免费向企业发送宣传材料,再通过企业传递给他们的客户。例如,在网上发布了三个简短的录像片,可供下载和分发。还有企业可以在产品目录或产品商标中使用简单的不锈钢再生标识,如“回收利用发挥永恒价值”。
这次活动的宣传重点是再生不锈钢与原始材料冶炼的不锈钢(也是可再生的)在强度、韧性和耐腐蚀性方面xx一样。
也许是因为使用者不习惯将废弃的洗涤池等物品放到路边的回收箱内,所以他们没有把不锈钢看成可以充分再生的材料。另一个原因是不锈钢制品经久耐用,使用寿命大大超过纸、玻璃和铝制品。
的确,不锈钢产品经久耐用是企业可以向用户展示的不锈钢另一个绿色优势。