為了提高不銹(xiu)鋼的抗腐蝕能力,可采取以下措施:
1. 使不銹鋼的表面形成穩定的鈍化(hua)膜。鈍化是由于金屬與介質的作用而生成一層很薄的保護膜,保護膜的存在阻礙了陽極過程的進行,因而提高了金屬的化學穩定性。在鋼中含有鉻后,鈍化膜中也含有鉻。鋼中鉻含量越高,膜中的鉻含量也越高,這將會增加膜的穩定性,其厚度在1nm以上。因此不銹鋼的耐蝕性主要是由于厚度約1nm以上的富鉻的氧化物薄膜引起的。介質的類型及鋼中的其他元素都會影響鈍化膜的穩定性。
2. 使不(bu)銹鋼得到單一的固溶體組織。例如,18Cr-8Ni奧氏體不銹鋼只有經過固溶處理獲得單一均勻的奧氏體組織,才具有高的耐腐蝕性能。
3. 提(ti)高固溶體的(de)電極電位。金屬的(de)耐(nai)蝕性與介質的(de)種類、濃度、溫度、壓力(li)等(deng)條(tiao)件都有密切的(de)關系,而介質的(de)氧化能(neng)力(li)影響最(zui)大(da)。
對(dui)大氣(qi)、水蒸氣(qi)、水和其他弱腐(fu)蝕介質,只要固溶體中的鉻含量在10%~12%就(jiu)可(ke)以保證不銹(xiu)鋼(gang)的耐蝕性,如水壓機閥(fa)門、汽(qi)輪機葉(xie)片、水蒸氣(qi)管子零件等都可(ke)用Cr13型不銹(xiu)鋼(gang)。
在氧化性酸中,如硝酸(NO-3具有氧化性),由于有足夠的氧,可使鋼在短期內達到鈍化狀態。但是由于酸中含有的H+為陰極去極化劑,如果H+含量高,陰極去極化作用加強。鉻含量剛超過12%還不能保證有穩定的鈍化狀態,所以在沸騰硝酸中,1Cr13不銹鋼是不耐蝕的,而鉻含量為17%~30%的Cr17~Cr30鋼在0%~65%濃度范圍內是耐蝕的(圖9.3)。這是因為隨著鋼中鉻含量的提高,在氧化膜中Cr/Fe升高,含高鉻的氧化膜在硝酸中具有很好的穩定性。在生產硝酸和硝酸銨工業中,硝酸的濃度為10%~50%,溫度約60℃,含鉻約17%的Cr17、1Cr18Ni9Ti等鋼都能滿足耐蝕性的要求。
在稀硫酸等非氧化性酸中,由于SO2-4不是氧化劑,而溶于介質中的氧含量較耐蝕的。為了提高不銹鋼的耐蝕性,可以增加鎳和加入鉬、銅等元素,增加鉻則是有害的。鑰、銅、鎳這幾種元素在該介質中的腐蝕速率很小,加少量這類元素于不鑄鋼中后,這些活性陰極元素可以促進鐘化。一些在硫酸中耐蝕性很高的鋼種也含較高的鉬和銅。
在強有機酸中,一般鉻不銹鋼和CH18-Xi8 奧氏體不銹鋼均不耐蝕。在這種情況下,選擇Cr-Mn型不銹鋼比選擇Cr-Ni型不銹鋼更有優越性。在此基礎上再加入2%~3%Mo、1%~2%Cu,使鋼容易達到鈍化狀態。
在含有氯離子的(de)介(jie)質(zhi)中,由于(yu)氯離子能破壞鉻不銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)鈍化膜,將鋼(gang)表面暴(bao)露出來形成微(wei)陽極(ji),而未被破壞的(de)地方成為(wei)微(wei)陰極(ji),組成了(le)微(wei)電(dian)池,于(yu)是加速了(le)局部區域的(de)腐蝕,形成點蝕。
到目前為止(zhi),還(huan)沒有(you)一(yi)種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)能抵抗所有(you)介質的(de)(de)(de)腐(fu)蝕,因(yin)此必須根據鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)特點,結合各種(zhong)影(ying)響因(yin)素全面(mian)考慮,否(fou)則不銹(xiu)鋼(gang)便(bian)不能產(chan)生應有(you)的(de)(de)(de)耐蝕效果。