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不銹鋼腐蝕的合金化原理是什么

來(lái)源:頂亮金屬 | 發(fā)布日期:2023-07-05 | 瀏覽:0

不銹鋼的得名有賴(lài)于該材料具有的耐腐蝕性能,而這個(gè)性能也是不銹鋼材料有別于其他金屬材料的重要特征。所以如何提高耐腐蝕性能是提升不銹鋼在所有金屬體系中地位的關(guān)鍵點(diǎn)。

合金元素鉻

不銹鋼耐腐蝕可用的高純度鉻

提高不銹鋼耐腐蝕性能的常見(jiàn)方法是在表面涂層耐腐蝕金屬或非金屬層、電化學(xué)防護(hù)與改變腐蝕介質(zhì)等。但效果比較好的是合金化方法,其能增強(qiáng)不銹鋼材料自身的耐腐蝕性能,保護(hù)其最大程度的免遭腐蝕破壞。

下面來(lái)講下合金化方法的具體內(nèi)容。首先是添加合適的合金元素,提升不銹鋼基體的電極電位,以便增強(qiáng)不銹鋼的抗電化學(xué)腐蝕性能。通常不銹鋼通過(guò)添加鉻、鎳和硅等元素都可以提高材料的電極電位。但因?yàn)殒嚵咳鼻屹F,大量添加硅又會(huì)導(dǎo)致不銹鋼脆性增加,所以鉻才是有效提升不銹鋼基體電極電位常用的合金元素。

雖然鉻可以提升不銹鋼基體的電極電位,但提升幅度并不呈呈線性關(guān)系。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明不銹鋼的電極電位隨著合金元素的變多,會(huì)有一個(gè)量變到質(zhì)變的關(guān)系,其遵循著1/8規(guī)律。即當(dāng)鉻含量增多到一定值時(shí)即1/8原子時(shí),電極電位就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)突變。所以在幾乎所有的不銹鋼中,鉻含量都要大于12%。

添加合金元素能夠讓不銹鋼表面產(chǎn)生一層完整且穩(wěn)定化程度高的與不銹鋼基體牢固結(jié)合的鈍化膜,以此來(lái)增強(qiáng)不銹鋼的耐化學(xué)腐蝕性能。如果是在不銹鋼中添加鉻、硅和鋁等合金元素,可以使得不銹鋼表層產(chǎn)生薄且致密的三氧化二鉻、二氧化硅或三氧化二鋁等氧化膜,即能增強(qiáng)不銹鋼的耐腐蝕性能。

添加合適合金元素還能讓不銹鋼在常溫時(shí)以單相狀態(tài)存在,降低微電池?cái)?shù)目以便增強(qiáng)不銹鋼的耐腐蝕性能。如果添加了足夠數(shù)量的鉻或鉻鎳,可以讓不銹鋼在室溫下就能獲得單相鐵素體或單相奧氏體組織;添加鉬或銅等元素,也能增強(qiáng)不銹鋼抗腐蝕性能; 添加鈦、鈮等元素,可以消除鉻的晶間偏析,以便降低不銹鋼材料的晶間腐蝕傾向。添加錳氮等元素,能夠替代部分鎳取得單相奧氏體組織,并且還能極大提升高鉻不銹鋼處于有機(jī)酸環(huán)境里的抗腐蝕性能。

【本文標(biāo)簽】 不銹鋼腐蝕

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