碳钢与低合金钢的腐蚀性能

（形成化合物，共晶体）
5、P：
常用金属材料的耐蚀性
对腐蚀的影响因环境而异。 在酸性溶液中与硫一样是有害的（磷化物存在）； 改善在大气、海水中的耐蚀性。
注：磷严重降低钢的韧性，因此，一般不会用提高磷来提高耐蚀性
常用金属材料的耐蚀性
5.2.2夹杂物对腐蚀的影响：
各类夹杂物都将严重恶化钢的耐蚀性。 原因：夹杂物破坏了钢的连续性和均匀性，增加钢的微电池对。
常用金属材料的耐蚀性 （2）工业大气（存在一定工业污染的大气）：
影响腐蚀的主要因素：污染成分和含量（主要有SO2，H2S。 CO2，NO2，NO及HCl等）以及水分。
造成腐蚀的主要原因是形成酸性电解质。钢在工业大气中的腐 蚀速度要比在乡村大气高1-2倍。
常用金属材料的耐蚀性 （3）海洋大气：
钢在海洋大气中的腐蚀比前两种情况严重得多
常用金属材料的耐蚀性
第5章 碳钢与低合金钢的腐蚀性能
在钢材的总产量中碳钢占85%左右,低合金钢约占据10%,是结 构材料中的重要材料。碳钢指碳含量小于1.7%的铁碳合金。
一般说来,碳钢在各种环境中的耐蚀性较差,不属于耐蚀材料。 但是，由于其用途较为广泛，了解碳钢在各种环境中的腐蚀行为， 对钢材的正确选用和防护，提高使用的经济效益无疑是非常重要的。
3、 按用途分：
结构钢 工具钢 不锈钢 弹簧钢
常用金属材料的耐蚀性 耐热钢 高锰钢 锅炉用钢 造船用钢
常用金属材料的耐蚀性
5.1.2低合金钢的发展和种类
1、发展
低合金钢在19世纪70年代在工业上开始应用,但发展缓慢,直到 上世纪50年代后期，由于科学技术及工业进步,对低合金钢的需要 量不断增加,才促使它迅速发展起来,成为钢铁材料的一大支柱。
主要夹杂物：FeS，（MnFe）S，MnS
常用金属材料的耐蚀性
5.2.3钢的组织对腐蚀的影响：
1、渗碳体量增加，（碳高，珠光体量多），对非钝化体系的碳钢 来说，腐蚀速度增加。
原因：碳化物作为阴极性夹杂，对非钝化体系的钢而言，阴极效率 增大，腐蚀速度增加。
2、球状珠光体比片状珠光体耐蚀性好。
原因：阴极效率低。
常用金属材料的耐蚀性
5.3 耐蚀低合金钢
耐蚀低合金钢是在碳钢基础上添加少量多元合金元素而形成的。
合金元素的添加主要为改善钢在不同腐蚀环境中的耐蚀性，但 同时也会对钢的力学性能和工艺带来较大的影响。
常用金属材料的耐蚀性
5.3.1耐大气腐蚀的低合金钢
1、大气腐蚀环境及其影响因素：
（1）乡村大气
造成腐蚀的主要原因是:形成有利于电化学腐蚀的湿膜。
常用金属材料的耐蚀性
5.2.4碳钢在普通环境中的腐蚀倾向：
1、在气氛中：
在一般干燥空气或气氛中比在潮湿空气中的腐蚀性小，大陆 气候比海洋大气腐蚀小。
注：碳钢在大气中的腐蚀也会因成分、湿度、温度、气流和 光照的不同而不同，大多情况下为0.2～0.5mm/年。
2、在液体中：
绝大多数酸、碱、盐的水溶液对碳钢均有很强的腐蚀性。
（Si的存在形式：形成固溶体）
常用金属材料的耐蚀性
3、Mn：
在碳钢范围内影响不大。有报道认为，增加锰的含量使碳钢的 耐蚀性下降（稳定珠光体），但由于Mn能减少硫的有害作用，反而 可使碳钢的耐蚀性得到改善。
（Mn的存在形式：形成固溶体）
常用金属材料的耐蚀性
4、S：
在酸性溶液中耐蚀性大大降低，在大气或中性溶液中，硫化物 夹杂是局部腐蚀的诱发源，因此，含量越低越好。
常用金属材料的耐蚀性
2、种类
①高强度钢： 屈服强度范围300～700MPa
②低温用钢：-40～105℃用于制氧及乙烯装置。 ③耐蚀用钢:耐海水用钢，耐大气腐蚀，抗氨、氮用钢等。
常用金属材料的耐蚀性 ④钢筋用钢:（钢筋腐蚀是目前的一个研究热点）与碳素钢相比， 可节约材料40～60%。
⑤钢轨用钢:（Mn、Si、Cu,提高含磷量可提高耐大气腐蚀。）
常用金属材料的耐蚀性 （2）P：
原因：在非氧化性酸中，钢中含碳量的增加使渗碳体量增多， 使渗碳体与基体形成的微电池增多，腐蚀加剧。在其它条件相同时， 含碳量﹥0.6%时，腐蚀程度明显增大（珠光体量增加）。
在氧化性酸中，作为阴极相的渗碳体愈多，愈能促范围内对腐蚀没有什么影响。含硅量只有在很高 时才具有耐酸性和抗高温氧化性，但这已经不属于碳钢和低合金钢 的范畴。
⑥耐磨用钢:农机、矿山机械、建筑机械。
常用金属材料的耐蚀性
5.2 碳钢的腐蚀特性
Fe-C合金在室温下有三种相：铁素体、渗碳体和石墨。铁素 体为含碳﹤0.08% 的Fe-C合金。
5.2.1化学成分对腐蚀的影响：
普通碳钢的化学成分主要是:C,Si,Mn,P,S。
1、碳:
常用金属材料的耐蚀性
在酸性溶液中含碳量增加，腐蚀率增大；但在氧化性酸中, 含 碳量增加到一定程度，腐蚀率下降；在大气、淡水、海水等中性溶 液中，碳的影响不大。
造成腐蚀的主要原因：海洋大气中含有大量的氯化物微粒 （NaCl，MgCl2等），这种微粒落在钢的表面，形成电解质的湿膜。
常用金属材料的耐蚀性
2、合金元素对钢的耐大气腐蚀性能的影响
（1）Cu： 提高耐蚀的机理有几种解释：
①钢与表面二次析出的铜之间的阴极接触，能够使钢的阳极钝化。 ②铜在基体与锈层之间形成以CuO为主要成分的阻挡层，这种阻挡 层与基体结合牢固，具有较好的保护作用； ③铜与磷等合金元素改变了锈层的吸湿性，从而提高了临界湿度， 有利于提高耐蚀性。
常用金属材料的耐蚀性
5.1概述
5.1.1钢的分类:
1、 按化学成份分：
⑴工业纯铁 含碳小于0.04%
⑵碳素钢
低碳钢含碳<0.25% 中碳钢 0.25～0.6% 高碳钢 >0.6%
低、中碳钢主要用于结构钢 高碳钢主要用于工具钢
常用金属材料的耐蚀性
低合金钢 <5%(合金元素总含量) ⑶合金钢 中合金钢 5～10%
高合金钢 >10% 特点组织和性能发生了根本变化
常用金属材料的耐蚀性
2、 按质量分：
①普通碳素结构钢(Q235) （甲类钢，保证机械性能；乙类钢，不保证机械性能，只规定化学 成分） ②优质碳素结构钢(45) S〈0.045%，P〈0.040%
③高级优质钢 S〈0.030%， P〈0.035%
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