耐腐蚀钢及合金开发与利用

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1、耐腐蚀钢及合金开发与利用T.V.Svistunova和A.P.Shlyamnev翻译自MetallovedenieiTermicheskayaObrabotkaMetallov，2010年第7刊，9~18页。耐腐蚀钢的开发及进一步发展的历史被认为源于俄罗斯，他们研究了最为重要的不同结构钢和铁基镍基合金的腐蚀和机械性能，对合金化和热处理的影响进行了分析。领域的应用阳离子商业钢和合金。关键词：耐蚀，局部腐蚀，不锈钢，耐腐蚀钢及合金，机械性能，结构，化学组成，熔融，变形。简介耐腐蚀钢及合金是在二十世纪中发明的最重要结构材料之一，并在所有重要工业分支中得到广泛应用：

2、化工，石化，造纸，热能与核能，航空和航天，造船，汽车，食品，医疗，低温技术，消费品，工业与民用建筑等[1，2]。耐腐蚀钢及合金的一个显着特点是，在众多的腐蚀活性介质或不同程度的腐蚀（酸，碱，盐，液体金属，海淡水，空气中）中增加耐均匀腐蚀的性能[3]（图1）。除此以外，许多耐腐蚀钢及合金在含卤化物和硫化氢的介质中，对各种形式局部腐蚀（晶间腐蚀，点蚀，槽，腐蚀开裂）的耐蚀性，在较宽的温度和应力范围内表现出不同的物理和机械性能水平[2，4]。在使用这些材料时不必要使用用的防腐蚀保护的装置。在第二十次世纪末的俄罗斯，就如同所有经济发达的国家一样，生产着冶金分类中几百

3、个基本等级的不同结构（马氏体，铁素体，奥氏体，奥氏体-铁素体，奥氏体-马氏体等）类耐腐蚀钢及合金，对应着操作和生产性能的一系列特殊要求和工业部门制定的规格[1，2，5]。在历史上，不锈钢是铬含量超过12%的铬钢、铬镍钢以及铬镍钼钢，在大气的作用下保持明亮的金属光泽。事实上，铬含量达到此程度的铁铬合金中呈现负电极电位，伴随着电极电位在为负值的区域变化为正值的区域（图2），腐蚀速率也有所降低（图3）。铬含量的增加有利于钝化的氧化性质的介质中，并增加耐腐蚀性。不锈钢起源于1912年。在这一年：英国H.Brearbey首次发明了通过加入13%的铬来改善的铁合金耐腐蚀

4、性。该合金被称为不锈钢。第一熔炼的不锈钢，含13%Cr和0.35%C，在谢菲尔德的弗斯布朗厂进行。这种钢用于制造刀具[6]。在1912年，E.毛雷尔和B.施特劳斯创造一种奥氏体不锈钢18Cr-8Ni[7]，在FA克虏伯工厂第一次生产。由于良好的腐蚀和机械性能，冷变形塑性和焊接过程中的良好的加工能力，以及不锈钢在自然环境下的不俗表现，大部分奥氏体不锈钢[含18％Cr，8％Ni，2~3％Mo]，它们在工业上被广泛应用。耐腐蚀钢在俄罗斯的开端耐腐蚀钢在沙俄时期并不制造，在苏维埃政权成立后，苏联国内才开始制造。不锈钢在苏联开始以工业规模发展要追溯到1923年至192

5、4年。在1923年12月莫斯科厂Élektrostal利用1.5吨电弧炉，在苏联国内首次制了的不锈钢，该不锈钢基于进口铬铁合金，含有质量百分数为0.28碳、0.20锰、11.94铬、0.47镍、0.20硅、0.007硫、0.038磷。1924年12月，兹拉托乌斯特的一家冶金厂熔炼出了化学成分相似的不锈钢，但基于国内生产的铬铁。包括不锈钢在内，高品质钢材的开发与生产，已经和苏联的I.F.Tevosyan产生了密不可分的联系。他是一位天才的组织者和技术革新家，于1931年新建的高品质钢铁合金的Spetsstal’工厂[8]就是由他领导的。20世纪30年代初，为适

6、应钢材行业发展需求，一些分散的研究院组成了联合的科研中心。1929年创建了一个工程科研单位（NIIMASh，自1938年中央工程研究所）[9]。1932年全苏（现为全俄）航空材料研究所（VIAM）创建，即材料航空业中心。实验室内所有的设施应用于研究冶金以及金属的腐蚀与防护，其创始人是GV阿基莫夫[10]、副总裁Batrakov[11]和FFKhimushin[12]。1939年，在第一个高品质钢铁的冶金科研所(NIIKSiF)中产生了一项重要的发明，它仅仅由一个不锈钢腐蚀实验室独立完成的。所有这一切，有助于增加不锈钢的生产量、扩大钢的等级和尺寸范围，提高生产

7、质量的。苏联在1941年已经有10个牌号的不锈钢（Kh132Kh13，4Kh13，Kh18N9，Kh18N9T等）。这就可以大大减少，乃至几乎停止了战前的特殊钢的进口，尽管在第二次世界大战的前夕不锈钢在苏联国内的应用有限。中央科学研究有色金属冶金研究所（TSNIICHERMET）中耐腐蚀钢和合金的发展耐腐蚀钢的发明和苏联乃至整个世界的金属的腐蚀和金相[13-18]和冶金学[12，19-24]发展的基本思路相一致。在I.P.Bardin院士倡议下，1944年创立了中央科学研究有色金属冶金研究所(TsNIIchermet)，其中的科学家对特殊的结构材料的理论和应

8、用的发展作出相当大贡献。在TsNIIchermet创