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鐵素體不銹鋼的腐蝕與防護

只(zhi)要是(shi)材(cai)(cai)料,就(jiu)存在(zai)(zai)著使用(yong)壽命,在(zai)(zai)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)中或(huo)多(duo)或(huo)少都會(hui)直接(jie)或(huo)者間接(jie)的(de)(de)(de)(de)遭遇損(sun)壞,材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞多(duo)種多(duo)樣,其中腐(fu)蝕就(jiu)是(shi)幾種最常見(jian)的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞形式之(zhi)材(cai)(cai)料在(zai)(zai)遭遇到(dao)環境介(jie)質中的(de)(de)(de)(de)化學(xue)(xue)、電化學(xue)(xue)和(he)物理(li)等(deng)作用(yong)產生的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞現(xian)象被稱做(zuo)腐(fu)蝕,特別(bie)是(shi)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)材(cai)(cai)料。腐(fu)蝕問題涉及到(dao)生活中的(de)(de)(de)(de)各個領域,只(zhi)要使用(yong)材(cai)(cai)料就(jiu)不可避免出現(xian)腐(fu)蝕問題。腐(fu)蝕不僅會(hui)造成一些(xie)事故,還會(hui)帶來巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)經濟損(sun)失。

據統計(ji),每(mei)年(nian)10%~20%的(de)金屬由于腐蝕(shi)而被損(sun)失掉,如果(guo)年產10億噸鋼(gang)材,就意味(wei)著其中的1億噸鋼(gang)材由(you)于腐蝕(shi)(shi)(shi)而浪(lang)費。因此,如(ru)何防護(hu)腐蝕(shi)(shi)(shi)已經是迫在眉(mei)睫的(de)(de)問題。防護(hu)腐蝕(shi)(shi)(shi)最(zui)基本(ben)的(de)(de)途徑通常有以下6種:(1)提高材料本身(shen)的(de)耐蝕性(xing);(2)改變所處的環境:(3)采用涂(tu)鍍層和表面改性;(4)將(jiang)材料與腐蝕介(jie)質隔開:(5)采(cai)用電(dian)化學保護;(6)正(zheng)確的選材和(he)合理的設計(ji)。鐵素體不(bu)銹鋼也(ye)會發生類似于(yu)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼常出現(xian)的晶(jing)間腐蝕(IGC)。由于Fe-17Cr鐵素體不銹鋼中(zhong)存在CN等間(jian)隙元素(su),提高(gao)不銹鋼的晶間(jian)腐(fu)蝕敏感性

C傾(qing)向于偏析(xi)到晶界,而Cr與不(bu)銹鋼中的C具有強親和力(li)。因此,Cr被吸(xi)引到晶界(jie)處(chu)與C結合(he)成Cr的碳化物如Crz3C6o Crz3C6析出(chu)導致晶界(jie)附近出(chu)現貧銘區,致使IGC發(fa)生在(zai)晶界(jie)的貧銘(ming)區。除此之外,鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)相比奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)更易(yi)于(yu)遭受IGC的(de)影響(xiang),由于鐵素體不(bu)銹鋼中的(de)C溶解度較低,鋼中Cr的(de)碳化物更容易析出。對于這種情況,通常采用(yong)以(yi)下幾種措施來防止(zhi)晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)發生(sheng):(1)采用700-800℃的回火:(2)添加穩定化合金元(yuan)素,如(ru)TiNb等:(3)降低鋼中的CN含量(liang)。

另外,點蝕(shi)也是一種常見的(de)(de)腐蝕(shi)現象。點蝕(shi)是在(zai)不銹鋼(gang)局(ju)部的(de)(de)表面上形成具有一定深度(du)的(de)(de)小(xiao)孔或銹斑。通(tong)常采用電(dian)化學測試極化曲(qu)線(xian)中的(de)(de)Epit來表征試(shi)樣的(de)(de)點(dian)蝕性(xing)(xing)能(neng)。電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕是(shi)(shi)指金屬(shu)與電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)水(shui)溶液相接(jie)觸而(er)(er)引發(fa)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應(ying)導致的(de)(de)腐蝕。電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕意(yi)味著在腐蝕反應(ying)期(qi)間具有(you)兩個相對獨立(li)的(de)(de)陰(yin)極反應(ying)和陽極反應(ying),同時伴隨著電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)發(fa)生。電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕基本上是(shi)(shi)氧化(hua)(hua)還原(yuan)過(guo)程,而(er)(er)陽極反應(ying)是(shi)(shi)金屬(shu)的(de)(de)溶解,并且(qie)陰(yin)極反應(ying)由溶液中的(de)(de)去(qu)極化(hua)(hua)劑被還原(yuan)。電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)除了通過(guo)測試(shi)極化(hua)(hua)曲(qu)線來表征點(dian)蝕性(xing)(xing)能(neng)以外,還可以進行電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)阻抗譜(EIS)的測試來表(biao)征。

EIS主要通(tong)過測量電阻和電容的方式,用以表征材料(liao)表面(mian)形(xing)成鈍化膜的強弱。并且,對有效的電阻和電容數據進行作圖,即Nyquist圖和(he)Bode圖。在此基礎上(shang),利用,等效電(dian)路模(mo)型對阻抗數據進行適當的擬合處理,得到所需(xu)要的結果,Mahato等人研究了在含有0.5mol/L NaCI20%乙酸水(shui)溶液(ye)中的食(shi)品(pin)級Fe-17Cr鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang)的點(dian)蝕(shi)行(xing)為,發現了其是(shi)一種自催化過程,同時(shi)表(biao)明氯離(li)子,和乙酸根離(li)子在(zai)點(dian)蝕(shi)中都起(qi)著重(zhong)要的作用。Yin等人發現在NaCI溶液中加氫離,子會提高Fe-17Cr鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)(de)點蝕敏感(gan)性,由于(yu)其鈍化膜中(zhong)金屬氧化物含量的(de)(de)降低(di)和與滲透氫(qing)(qing)相關的(de)(de)額(e)外(wai)氫(qing)(qing)氧化反(fan)應。Yu等(deng)人發(fa)現適量Ce的添加可以(yi)改善Fe-17Cr鐵素體不銹鋼的點蝕行為,這(zhe)是由于Ce有(you)助于產(chan)生分(fen)散和(he)細小的稀土夾,雜物(wu),但是過量的Ce又會導致夾雜物尺寸和(he)數量增加,從而降低(di)耐(nai)點蝕(shi)性能。Lee等(deng)人(ren)發現Cu的添加會導致(zhi)含Cr的夾雜物增加,從而抑制Fe-17Cr鐵素(su)體不銹鋼的鈍化(hua)性能

文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管-浙江至德鋼業有限公司

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