奥氏体不锈钢在不同腐蚀介质中易发生的局部腐蚀类型、腐蚀机理与控制腐蚀的方法

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1、化工设备腐蚀原理论文论文题目：奥氏体不锈钢在不同腐蚀介质中易发生的局部腐蚀类型、腐蚀机理与控制腐蚀的方法姓名：***学号：指导老师：2***年**月**日-19-奥氏体不锈钢在不同腐蚀介质中易发生的局部腐蚀类型、腐蚀机理与控制腐蚀的方法*****级**班*********0引言在不锈钢中，奥氏体不锈钢最为重要，其生产量和使用量都占不锈钢总产量和总用量的70％左右，其中18—8型不锈钢占奥氏体不锈钢的70％，占全部不锈盈钢约50％。奥氏体不锈钢化学组成有Cr-Ni和Cr-Mn两个系列，根据使用环境的不同再添加Mo、N、Cu、Si、Ti、Nb等

2、元素，形成了许多种钢号，品种繁多，用途也最为广泛。奥氏体不锈钢不仅具有优良的耐蚀性能，并且具有良好的综合力学性能、工艺性能和焊接性能。奥氏体不锈钢具有非铁磁性和良好的低温韧性，但在许多介质环境中，奥氏体不锈钢常发生点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀破裂(SCC)、腐蚀疲劳(CF)等[1]。1概念奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-

3、Ni系列钢。2局部腐蚀类型-19-金属材料的腐蚀有多种，根据腐蚀的形态，可分为均匀(全面)腐蚀和局部腐蚀两类，局部腐蚀还可分为若干小类，如：面下腐蚀、点腐蚀、斑腐蚀、氢腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等，其中点腐蚀，晶间腐蚀，应力腐蚀的隐蔽性和危害性远大于其他腐蚀类型。常见的腐蚀形态示意图，如图l所示。(1)电偶腐蚀(galivaniccorrosion)如图l(b)又称“接触腐蚀”异种金属相接触，又都处于同一或相连通的电解质溶液中。由于不同金属之间存在实际(腐蚀)电位差而使电位较低(较负)的金属加速腐蚀，称为电偶腐蚀。(2)缝隙腐蚀(crevic

4、ecorrosion)如图1(c)金属表面上由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙，使缝内溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难所引起的缝隙内金属的腐蚀，总称为缝隙腐蚀。(3)孔蚀(pitting)如图1(d)金属表面上局限在小孔或斑点这样小面积上的腐蚀，叫做孔蚀。孔蚀与前面的缝隙腐蚀有许多共同点。甚至可以把孔蚀看做以其本身的蚀孔形成缝隙的一种缝隙腐蚀。-19-(4)晶间腐蚀(1nler．granularcorrosion)如图l(e)沿着合金的晶界区发展的腐蚀。也就是金属材料在适宜的腐蚀性介质中沿晶界发生和发展的局部腐蚀破坏形态。(5)选择性腐蚀(

5、selectivecorrosion)合金的某一种成分或某一组织优先腐蚀，另一成分或组织不腐蚀或很少腐蚀。这种现象叫做选择性腐蚀。晶间腐蚀可以被认为是一种选择性腐蚀。(6)应力腐蚀开裂(stresscorrosioncracking)如图l(f)金属材料在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下发生的断裂破坏，称为应力腐蚀开裂，常以SCC表示。(7)腐蚀疲劳(corrosionfatigue)如图l(g)在交变应力和腐蚀介质同时作用下，金属的疲劳强度或疲劳寿命较无腐蚀作用时有所降低这种现象叫做腐蚀疲劳。(8)冲刷腐蚀(erosioncorrosio

6、n)又称磨损腐蚀如图l(i)指溶液与材料以较高速度相对运动时，冲刷(crosion)和腐蚀共同引起的材料表面损伤现象。广义的冲刷腐蚀包括：冲击腐蚀(湍流腐蚀lashcorrosion)汽蚀(空蚀)，摩振腐蚀(fretting)[2]。3奥氏体不锈钢的局部腐蚀机理及防护在不同介质中，奥氏体不锈钢的耐蚀性不同，奥氏体不锈钢在大气(包括海洋性大气)中都显示出优良的耐蚀性能，腐蚀速率很低，在一般大气中不易出现点蚀和缝隙腐蚀；18--19-8型奥氏体不锈钢在很宽的浓度、温度范围的硝酸中表现出很好的耐蚀性，耐稀硫酸腐蚀，在非常浓的硫酸中(即发烟硫酸)表

7、现出良好的耐蚀性，但在盐酸中的耐蚀性较差，而且受温度影响很大，在有机酸中具有耐蚀性；在碱液中Cr-Ni不锈钢显示出相当好的耐蚀性，随钢中Ni含量的升高，耐碱腐蚀性能提高，但它易发生晶间腐蚀，在石油、化工、电力、核工业等部门广泛使用时有发生应力腐蚀破裂，危害很大，在核反应堆的冷却系统这种钢出现过高温高压水的应力腐蚀问题，在氧、空气、CO2、蒸汽以及含有这些气体的复杂工业气氛中具有良好的抗氧化性能，主要是由于表面生成Cr2O3膜层，但在含硫化物的高温介质(潮湿空气-SO2、H2-H2S、硫蒸气、含硫燃烧气以及石油加氢脱硫、煤气化气氛等)中常发生

8、严重侵蚀。在工业应用中，常见且危害性较大的局部腐蚀主要有点腐蚀、晶间腐蚀及应力腐蚀开裂，下面做详细介绍。3.1点腐蚀3.1.1概述点腐蚀是一种重要的局部腐蚀形态。发生点腐蚀时，金