不锈钢的腐蚀方式与腐蚀性能
不锈钢的腐蚀方式与腐蚀性能⑴不锈钢的腐蚀方式简介在众多的工业用途中，不锈钢能提供令人满意的耐蚀性能。
根据使用的经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂，点腐蚀，晶间腐蚀，腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。
①应力腐蚀开裂（SCC）应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而产生失效的一种形式。
应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。
发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是参与应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。
裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。
这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。
在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩展的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至一定的深度时（此处，承受荷载的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。
因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与显微缺陷的聚合想联系的“韧窝”区域。
通常是应力腐蚀开裂的基本条件是：弱的腐蚀介质，一定的拉应力和特定的金属材料构成的特定腐蚀系统。
下面将详细介绍这方面的内容。
a 仅当弱的腐蚀在金属表面形成不稳定的保护膜时，才可能发生应力腐蚀开裂。
实验结果表明：pH值降低将减弱奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性。
一般的结构用钢在中性pH 值和高pH值介质中，将发生不同机制的应力腐蚀开裂。
b 在一定的拉应力的应变条件下易产生腐蚀。
对Cr-Ni不锈钢的应力腐蚀开裂，应力（σ）和开裂时间（t s）关系一般认为符合1gt s=a+bσ方程，式中a，b为常数。
这表明所受应力越大，不锈钢产生应力腐蚀开裂的时间越短。
对不锈钢应力腐蚀开裂研究表明，存在产生应力腐蚀的临界应力值，常用σSCC表示。
低于该值，则不产生应力腐蚀开裂。
σSCC值随介质的种类，浓度，温度，材料的成分的不同而不同。
产生应力腐蚀裂纹破坏的环境是相当复杂的。
所涉及的应力通常不仅仅是工作应力，而是这种应力和由于制作，焊接或热处理在金属中产生的残余应力的组合。
C 易于发生应力腐蚀破坏的金属-介质系统。
产生应力腐蚀最常见的介质是氯化物，碱溶液和硫化氢。
通过研究各种氯化物中金属离子的影响结果，使Cr+Ni不锈钢应力腐蚀开裂，不同氯化物的作用按Mg2+，Fe3+，Ca2+，Na+，Li+等离子的顺序递减。
d 材料，组织和应力状态的影响。
○a杂质元素对应力腐蚀开裂敏感性影响很大。
不锈钢中含氮量大于30×10-6，既能使氯脆敏感性显著增加。
○b钢的应力腐蚀敏感性随含碳量而变化。
当含碳量低时，随着含碳量增加，钢的敏感性提高。
当ω（C）大于0.2%时，抗应力腐蚀能力渐趋稳定。
当ω（C）为0.12%时，应力腐蚀敏感最大。
○c材料的组织状态对应力腐蚀的敏感性影响很大。
材料的不均匀性越大，越容易产生生活性的阴极通道，越易产生应力腐蚀。
晶粒尺寸增大，钢的应力腐蚀开裂敏感性增加。
○d介质的浓度和环境温度越高越易发生应力腐蚀开裂。
氯化物引起的应力腐蚀开裂一般出现在60℃以上。
且敏感性随温度增高而急剧增大。
碱溶液引起的应力腐蚀开裂一般出现在130℃或更高温度。
硫化氢溶液中的应力腐蚀开裂主要发生在低温。
○e材料的强度与硬度对应力腐蚀敏感性的影响与构件的实际状态有关。
在相同的变形（应变）控制的条件下，材料的强度和硬度越高，其构件所处应力越大，应力腐蚀开裂的敏感性越大。
在相同的应力控制下，材料的强度和硬度提高，构件的应力腐蚀开裂敏感性降低。
一般情况下，当外加载荷（由应变引起的应力或外加载荷）达到材料屈服强度的85%以上时，构件发生应力腐蚀开裂的概率明显增加。
防止应力腐蚀开裂的最好的方法是选用能在该环境中耐应力腐蚀开裂的相应的材料。
②点腐蚀点腐蚀也称为小孔腐蚀，是电化学腐蚀的一种形式，是不锈钢常见的局部腐蚀的一种。
如前所诉，不锈钢极好的耐腐蚀性能是由于在钢的表面形成了看不见的氧化膜使其成为钝态的。
若钝化膜被破坏，不锈钢将被腐蚀。
点腐蚀的形貌特征为：仅在表面局部出现腐蚀凹坑。
或将凹坑的表皮去掉，则可看到严重的腐蚀坑。
腐蚀坑有时被一层腐蚀产物覆盖，将其去除后，可看见严重的腐蚀坑。
另外，在特定的环境条件下，腐蚀坑会呈现出宝塔状的特殊形貌。
引起点腐蚀的因素主要如下。
a 产生点腐蚀的环境介质是在C1－，Br－，I－。
CIO－4溶液中存在的Fe3+，Cu2+，Hg2+等中金属离子或者H2O2，O2含有的Na+，Ca2+碱和碱金属离子的氯化物溶液。
腐蚀速率将随温度的升高而增加。
溶液的流动状态对点腐蚀的产生也有一定的影响。
当流动速度达到一定程度不产生点腐蚀。
b 不锈钢中加入Mo，可使不锈钢表面产生致密且牢固的钝化膜，可导致点腐蚀电位提高，抗点腐蚀能力增强。
Cr含量增加，不锈钢的点腐蚀速率下降。
c 不锈钢的热处理工艺对点腐蚀的影响非常大。
在相当与碳化物析出的温度下进行热处理可使得点腐蚀数目增多。
d 加工与变形也将影响点腐蚀的敏感性增加。
点腐蚀的预防措施如下。
a 避免卤素离子集中。
b 在奥氏体不锈钢中加入适当的钼并提高铬含量。
采用合理的热处理工艺。
c 保证氧化性溶液的均匀性。
提高氧浓度或者去除氧。
d 提高溶液的pH值。
e 在尽可能低的温度下工作。
f 在腐蚀介质中加入钝化剂。
g 用阴极保护的方式使材料的电位低于临界点腐蚀电位。
③晶间腐蚀不锈钢的晶粒间界腐蚀是一种沿着或紧挨着晶界发生的腐蚀。
这种腐蚀是在某些热处理条件下由于碳化铬沿晶界析出，在邻近晶界处形成贫铬区及该区在腐蚀介质中优先溶解所造成的。
沿着晶粒间发生的腐蚀是很严重的破坏现象。
因为这种腐蚀是晶粒间丧失结合力以致材料的强度几乎完全消失。
金属发生晶间腐蚀后，外观上几乎不会有任何变化，几何尺寸及金属表面光泽不变，但其长度和伸长率显著降低。
当受到冷弯变形，机械碰撞或流体的剧烈冲击后，金属表面出现裂纹，甚至酥脆，稍加用力，晶粒自行脱落，失去金属声。
在进行金相检查时，可以看到晶阶或邻近地区发生沿晶界均匀腐蚀的现象，有时可看到晶粒脱落。
在对断裂间的断口用扫描电镜观察时，可见冰糖块状的形貌特征。
产生晶间腐蚀的原因一般认为是晶界上存在夹杂物或析出某些化合物（如碳化物或σ相），致使晶粒边界的基体金属电极电位降低。
当表面存在电介质时，腐蚀便由晶界产生而逐渐向内部发展。
某种材料是否发生晶间腐蚀，取决于材料，介质体系的特征。
在这种体系中，材料的晶界区域比晶粒本体的溶解速度大，所以发生晶间腐蚀。
晶间腐蚀的预防措施如下。
a 降低含碳量。
使钢种含碳量降低到固溶度以下，使碳化物无法沉淀。
或者比溶解度稍高，只有微量的碳化物在晶界沉淀。
不足引起晶间腐蚀破坏的危险。
b 加入强碳化物形成元素Ti和Nb等稳定化元素，或加入微量的晶界吸附元素B。
这类元素和碳有很大的亲和力，形成不溶解的碳化物使C和Ni及Nb化合，以TiC和NbC形式析出，形成不溶解的碳化物，从而有效地防止C r23C6化合物的析出引起的贫铬现象。
c 采用适当的热处理方法。
避免晶界沉淀相的析出。
或改变晶界沉淀相的类型。
采用固溶处理使沉淀出来的碳化物重新溶解，可消除敏化后的晶间腐蚀趋向。
延长敏化处理，使铬有足够长的时间扩散至晶界区，消除铬的局部贫乏现象。
④缝隙腐蚀a 产生缝隙腐蚀的原因在电解液中由于不锈钢与金属或非金属极小的缝隙，形成了浓差电池而在缝隙内或附近产生的局部腐蚀称之为缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀可在多种介质中发生。
但在氯化物溶液中最为严重。
在海水中，缝隙腐蚀的发生机制与点腐蚀不相同，但扩散机制很相似。
均有自催化过程。
该过程使缝隙内pH值降低并加速氯离子移向腐蚀区。
b 缝隙腐蚀预防措施在腐蚀介质中，缝隙可由钢表面的沉淀物，腐蚀产物及其他固定物质形成。
在法兰接头和丝扣连接处总存在缝隙，因此为减轻缝隙的危害，最好采用焊接替代螺栓连接或铆接形式。
另外，应经常去除金属表面的沉淀物。
在法兰接头处使用防水密封区。
提高耐点腐蚀的合金化元素一般有利于耐缝隙腐蚀。
为改善耐缝隙腐蚀性能可采用含钼的铬镍不锈钢。
⑤电偶腐蚀电偶腐蚀是由两种或两种以上的金属连接引起的腐蚀，也称为双金属腐蚀。
a 产生电偶腐蚀的原因浸泡在电解质溶液中的金属构件，当它与不同电极电位的其他构件接触，或该金属构件的不同部位存在电位差时，电极电位较低的金属或部位的金属腐蚀加速，从而引起电偶腐蚀。
电偶腐蚀的程度取决于两种金属短路前的腐蚀电位差。
该电位差因不同介质而异。
b 电偶腐蚀预防措施为防止电偶腐蚀，应尽量减少原电池数目，降低电极电位差。
尽量使钢的表面形成一层稳定的，完整的，致密的与钢基体结合牢固的钝化膜。
⑵腐蚀环境中不锈钢的耐腐蚀性能①大气腐蚀不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的氯化物的含量而变化的。
在一般的大气环境中，不锈钢的耐腐蚀性能一般按Cr13型，Cr17型，18-8型的顺序排列。
农村大气环境中，Cr13型，Cr17型钢即可满足耐腐蚀的要求。
城市或工业环境，室内可选择Cr13型或Cr17型钢；室外使用最低要选择Cr17型钢。
当大气中含有C12，H2S，CO2时，18-8型钢，18-14-2奥氏体不锈钢则可满足耐腐蚀要求。
海洋大气环境中，氯离子腐蚀特别突出。
Cr13型，Cr17型钢不能满足耐蚀性的要求。
极短的时间内便会产生锈膜及点腐蚀。
18-8型钢在此环境中耐蚀性能也不理想，表现在出现浅薄的易清除的锈蚀。
18-12-2型钢的耐蚀性比较理想。
这种钢一般腐蚀率很低（0.0254μm/a），且点腐蚀很浅（0.024cm）。
在海洋大气环境下，oCr17Ni12Mo2与30Cr-2Mo含钼不锈钢的耐腐蚀性能基本上满足要求。
②水介质按含盐量不同，水分为高纯水，淡水（含盐量低于0.05%），海水（含盐量在3.0%～3.5%），半咸水（含盐量介于淡水和海水之间），还有酸性水。
不锈钢在高纯水中的腐蚀率最小（低于0.01mm/a）。
而高纯水应用环境常是核工业。
一般0Cr19Ni9，00CrNi11，0Cr17Ni12Mo2，0Cr17Ni14Mo2等钢满足耐蚀要求。
在工业用水（淡水）环境条件下，Cr13型，Cr17型钢，18-8型钢一般满足耐蚀要求。
在水介质工作的零件存在着气蚀。
Cr13Ni4型钢，M50NiL型钢，16CrNi4Mo型钢是抗气蚀的高强度不锈钢。
0Cr13型，Cr13型，Cr17型，0Cr18Ni9型或0Cr18Ni11Ti不锈钢常用于即于大气接触，又常受淡水腐蚀的日常用品。
医疗器械常使用3Cr13型，4Cr13型，9Cr18型等马氏体不锈钢。
海水介质中不锈钢的主要破坏形式为点腐蚀，缝隙腐蚀和应力腐蚀。
不锈钢材料的腐蚀与耐久性研究
不锈钢材料的腐蚀与耐久性研究不锈钢是一种具有高强度、高韧性和耐蚀性的金属材料。
它被广泛应用于建筑、化工、制药、食品加工、航空航天、船舶制造等众多领域。
其中，耐腐蚀性是不锈钢最重要的特性之一。
在实际运用中，不锈钢材料是否具有良好的耐蚀性对其使用寿命和性能有很大的影响。
不锈钢腐蚀的原因不锈钢腐蚀是由于所处环境的氧化还原电位在不锈钢材料的自蚀电位和保护电位之间，导致材料发生失去金属的过程。
因此，改善不锈钢耐蚀性的策略通常是通过加强阳极保护以及制造更具均匀和更加致密的钢材来实现。
不锈钢材料的耐久性1.物理和化学制造方法：不锈钢的耐久性与其有效的制造流程有很大的关系。
制造过程中需要采用适当的化学和物理工艺来生产更高质量的不锈钢材料。
例如，在制造过程中添加合适的合金元素来增强不锈钢的抗腐蚀性能，生产耐久性更好的产品。
2.环境因素：不锈钢材料在不同环境条件下的耐久性也有显著差异。
例如，在地震、腐蚀、化学浸泡和其他条件下，不锈钢材料的耐久性可能会受到影响。
因此，科学家们需要关注这些环境条件，并采取措施来增强不锈钢材料的抗蚀性。
3.材料设计：不锈钢材料的设计是影响其耐久性的另一个因素。
材料生产商可以采用不同的结构和设计来改善不锈钢的性能，以满足特定的应用需求。
例如，通过降低不锈钢的晶粒大小来增强其强度和硬度，同时提高材料的耐蚀性。
4.维护和保养：在使用不锈钢材料时，定期维护和保养很重要，以确保其长期的耐久性。
例如，要在使用不锈钢产品后进行彻底的清洁和干燥工作，以避免材料表面上的腐蚀物聚集和凝结。
不锈钢材料在不同行业中的应用1.建筑业：不锈钢材料在建筑领域中广泛应用，例如制造扶手、阳台、门窗等。
这些产品需要具有耐腐蚀性和美观性，以便提供长期的使用寿命和价值。
2.医药行业：在医药生产行业，不锈钢承担很重要的生产任务，例如制造压缩机、反应器等设备。
这些产品需要耐腐蚀性和质量可靠，以确保生产过程的稳定和安全。
3.食品加工行业：在食品加工行业，不锈钢材料被广泛应用于储存和加工食品。
321不锈钢的耐蚀性及应用研究
321不锈钢的耐蚀性及应用研究一、引言321不锈钢是一种耐高温、耐蚀性能极优的不锈钢，由于它具有优异的性能，因而被广泛地应用于航空、航天、化工、石油、冶金、轻工、医药、食品、电子等行业。
文章旨在研究321不锈钢的耐蚀性及应用，为其未来的研究与开发提供参考。
二、321不锈钢的耐蚀性321不锈钢的优越性能之一就是其良好的耐蚀性。
它常用于焊接、高温设备和耐蚀容器中，具有极高的耐酸性，耐碱性和耐腐蚀性。
321不锈钢具有如下耐腐蚀特性：1.在高温环境下依然具有良好的抗氧化性能，不会在长时间的高温工作环境中产生氧化反应，大大延长了使用寿命。
2.强酸中的腐蚀性与30Cr13不锈钢相比减少了5-10倍，在硝酸中耐侵蚀性能也得到了很大提高，因此也常用于化工、石油、医药等领域。
3.在均匀腐蚀性能方面比304更强，在弱酸溶液中的腐蚀性能也比304要优异。
综上所述，321不锈钢的耐蚀性极高，是一种优异的不锈钢材料。
三、应用研究1.航空、航天在航空、航天中，因其高温条件和高压，要求材料的机械强度高、稳定性好。
使用321不锈钢能满足这些要求。
同时，由于长时间的使用，需要保证材料的耐蚀性能，321不锈钢在耐蚀性方面的优异特性，使得它成为了航空、航天领域中的重要材料。
2.化工在化工行业，要求材料具有优异的耐腐蚀性能，能够在酸、碱等严苛环境中长期稳定运行。
而321不锈钢正是这样的材料，它不仅防止材料被腐蚀破坏，而且有着极高的物理强度，能够长期稳定运行。
3.石油在石油行业，要求管道及容器具有良好的耐腐蚀性，用于输送含有酸、碱等化学物品的油气。
而321不锈钢因耐高温、抗腐蚀性极高，常被使用于石油、化工等行业的容器和管道中。
4.压力容器在不需要高强度的情况下，往往会选择321不锈钢作为压力容器的材料。
由于其耐腐蚀性能好、可耐受长时间的高温高压环境，因而成为压力容器材料的不二选择。
四、结论321不锈钢具有优异的耐蚀性能及机械强度，因而能被广泛应用于高要求的工业生产中。
不锈钢的腐蚀和耐腐蚀原理
不锈钢的腐蚀和耐腐蚀原理不锈钢是一种合金材料，主要由铁、铬、镍以及其他少量的合金元素组成。
它的腐蚀和耐腐蚀原理是由于其特殊的化学成分和结构。
不锈钢的主要耐腐蚀性来自于其中的铬元素。
铬能与氧气反应生成一层致密的氧化铬膜，覆盖在钢的表面上，使金属与外界空气隔离，不易被进一步氧化和腐蚀。
这种氧化铬膜能够自愈合，即使表面受到划伤或损伤，也能够重新生成。
这就是不锈钢耐腐蚀能力强的原因之一除了铬元素之外，不锈钢中还含有一定比例的镍、钼等合金元素。
镍除了提高不锈钢的耐腐蚀性外，还能够提高钢的塑性和韧性，使其更容易加工。
而钼则可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，特别是在酸性和高温环境下。
此外，不锈钢中还含有一些其他元素，如锰、硅、钒等。
这些元素主要起到合金强化和调节组织的作用，能够提高不锈钢的机械性能和耐腐蚀能力。
不锈钢的腐蚀形式主要可以分为点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等。
点蚀是指在具有一定电位差的情况下，局部区域的金属表面发生腐蚀现象。
晶间腐蚀是指在高温或受到一定环境因素影响时，不锈钢中的晶粒边界发生腐蚀。
应力腐蚀则是由于不锈钢受到外界应力作用，使得其在具有一定环境条件下发生腐蚀。
为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，可以采取以下措施：1.增加钢中的合金元素含量，特别是铬、镍和钼等。
这样可以增加不锈钢的抗氧化和抗腐蚀能力。
2.采用特殊的热处理工艺，如固溶处理和淬火处理等。
这样可以改变不锈钢中的晶格结构，提高其耐腐蚀性能。
3.在不锈钢表面形成氧化膜。
可以采用化学处理、电解处理以及物理气相沉积等方法，在不锈钢表面形成一层致密的氧化膜，增加其防腐能力。
4.合理设计和使用不锈钢材料。
在实际应用中，需要根据不同环境和介质的要求，选择合适的不锈钢材料，以确保其耐腐蚀性能。
总之，不锈钢的耐腐蚀性来自于其中的合金元素，特别是铬元素，以及氧化铬膜的存在。
通过调节不锈钢的化学成分和热处理工艺，可以进一步提高其耐腐蚀能力。
合理使用和保养不锈钢材料，也能够延长其使用寿命。
304的耐腐蚀等级
304的耐腐蚀等级
304不锈钢是一种通用型的不锈钢材料，耐腐蚀性能良好，被广泛应用于各种需要抗腐蚀的场合。
其耐腐蚀性能主要归因于铬（18-20%）和镍（8-10.5%）的存在。
这些元素与空气或水中的氧气发生反应，在表面形成一层薄薄的氧化物，作为防止进一步氧化或生锈的屏障。
此外，304不锈钢含有少量钼（2-3%），增强了其抗点蚀和缝隙腐蚀的能力。
然而，当局部区域受损，使下面的金属暴露于腐蚀性物质时，可能会发生点蚀，而缝隙腐蚀则是由于沉积物困在表面之间的缝隙中而产生的。
此外，在高温下，304不锈钢可能会发生敏化，从而导致晶间腐蚀。
因此，在焊接或机加工后进行适当的热处理对于保持最佳性能至关重要。
304不锈钢的耐腐蚀性能使其在各种环境中表现出色，例如室内装饰、制造器具等。
然而，尽管304不锈钢具有卓越的耐腐蚀性，但并非所有环境都适合使用。
例如，在某些高盐度环境或强酸碱环境中，其他类型的更耐腐蚀的不锈钢可能更合适。
因此，选择不锈钢时应该根据实际的应用环境和需求进行评估。
中国不锈钢腐蚀手册
中国不锈钢腐蚀手册中国不锈钢腐蚀手册第一章：引言不锈钢是一种重要的金属材料，广泛应用于各个领域。
它具有耐腐蚀、耐高温、抗氧化等优良性能，因此在化工、石油、能源、建筑等行业中得到了广泛应用。
然而，不锈钢在特定条件下也会发生腐蚀，因此对不锈钢的腐蚀进行研究和控制具有重要意义。
第二章：不锈钢的腐蚀机理不锈钢的腐蚀主要是由于外界环境中存在的氧、水和其他化学物质对其表面的侵蚀作用。
当不锈钢表面的保护层被破坏或者不完整时，这些侵蚀物质会与金属表面发生反应，导致不锈钢发生腐蚀。
不锈钢的腐蚀主要有普通腐蚀、点蚀、应力腐蚀等形式。
第三章：不锈钢的分类和性能根据不锈钢中含有的合金元素和组织结构的不同，可以将其分为多种类型，如奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢等。
每种类型的不锈钢具有不同的耐腐蚀性能和适用范围。
在选择不锈钢材料时，需要根据具体的使用环境和要求来确定。
第四章：不锈钢的防腐措施为了延长不锈钢的使用寿命和减少腐蚀的发生，需要采取一系列的防腐措施。
首先，要保证不锈钢表面的清洁和光洁度，避免表面附着物和污染物对其产生影响。
其次，可以通过电化学方法对不锈钢进行保护，如阳极保护、阴极保护等。
此外，还可以采用涂层、包覆等方式来增加不锈钢的耐腐蚀性能。
第五章：常见问题与解决方法在使用过程中，可能会遇到一些常见的问题，如不锈钢表面出现斑点、起皮、变色等现象。
这些问题可能是由于不锈钢材料本身存在缺陷或者使用条件不当所导致的。
对于这些问题，可以通过调整使用条件、更换材料或者采取其他措施来解决。
第六章：案例分析本章将通过一些实际案例来分析不锈钢腐蚀问题的原因和解决方法。
通过对这些案例的分析，可以更好地理解不锈钢腐蚀的机理和防护措施。
第七章：结论通过对中国不锈钢腐蚀手册的编写，我们对不锈钢的腐蚀机理和防护措施有了更深入的了解。
希望这本手册能够为广大工程技术人员提供参考，帮助他们更好地应对不锈钢腐蚀问题，提高工作效率和产品质量。
不锈钢的腐蚀汇总
第三部分不锈钢的腐蚀一、概述1、不锈钢的定义不锈钢是一系列在空气,水,盐的水溶液,酸以及其它腐蚀介质中具有高度化学稳定性的钢种;在空气中耐腐蚀的钢称为“不锈钢”,在各种腐蚀性较强的介质中耐腐蚀的钢种称为“耐酸钢”;通常,我们把不锈钢与耐酸钢统称为不锈耐酸钢,或简称为不锈钢;根据习惯用法,不锈钢一词常包括耐酸钢在内;现有的不锈钢从化学成分来看,都是高铬钢;由于在大气中,当钢中的铬含量超过大约12%时,就基本上不会生锈;钢的这种不锈性一般认为与钢在氧化性介质中的钝化现象有关;2、不锈钢的分类不锈钢分类主要有以下几种方式：1按化学成分分有----铬钢及铬钼钢,铬镍钢,铬锰钢或铬锰氮钢,铬锰镍钢等;2按显微组织分有----奥氏体钢,铁素体钢,马氏体钢,奥氏体+铁素体双相钢,铁素体+马氏体双相钢奥氏体钢等3按用途分有----耐海水不锈钢,耐点蚀不锈钢统一在某一钢种上,耐应力腐蚀破裂不锈钢,耐浓硝酸腐蚀不锈钢,耐硫酸腐蚀不锈钢,深冲用不锈钢,高强度不锈钢,易切削不锈钢,耐热不锈钢等;二、不锈钢的点蚀1、点蚀现象和识别点蚀是在不锈钢表面上局部形成的具有一定深度的小孔或锈斑;由于点蚀常常被锈层,腐蚀产物等覆盖,因而难以发现;在金相显微镜下观察点蚀,其断面有多种形貌;点蚀一般系在特定腐蚀介质中,特别是在含有Clˉ包括Brˉ,Iˉ离子的介质中产生;使不锈钢产生点蚀的常见介质有：大气,水介质及水蒸气,海水,漂白液,各种有机和无机氯化物等;点蚀可在室温下出现并随腐蚀介质温度升高而更易产生并更趋严重;点蚀不仅可导致设备,管线等穿孔而破坏,而且常常诱发晶间腐蚀,应力腐蚀和疲劳腐蚀;虽然,不锈钢的点蚀事故仅占化工,石油等系统腐蚀破坏的~20%,但在大气中使用的不锈钢,却有近80%是由于点蚀和锈斑而损坏;见图1a、b;2、机理一般认为,不锈钢的点蚀是在金属表面非金属夹杂物,析出相,晶界,位错露头等缺陷处,由于钝化膜较脆弱,在特定腐蚀介质作用下,钝化膜修复能力差而造二氧化碳引起的点蚀a Cr13不锈钢的局部腐蚀b图1成的破坏;点蚀的出现包括成核和扩展二个阶段;现以钢的表面上存在硫化锰夹杂为例简述如下：点蚀的成核：在溶液中有Clˉ存在时,金属表面有硫化锰夹杂的部位,由于难以钝化,再钝化而产生优先溶解并形成小孔坑;硫化物溶解产生H+或H2S,对不锈钢的新鲜表面产生活化作用,防止小孔坑的再钝化而形成孔蚀源;点蚀的扩展：孔蚀源形成后,溶解下来的金属离子会产生水解而生成H+并使局部溶液的pH值下降,进而又加速金属的溶解,使孔坑进一步扩大,加深;随着蚀孔加深并由于腐蚀产物覆盖了蚀坑口,从而使蚀孔内物质迁移困难,导致蚀孔内pH值的进一步降低;同时,Clˉ在蚀孔内富集,使蚀孔进一步加速扩大并加深,最后形成点蚀;研究表明,在特定介质中,只要不锈钢的腐蚀电位超过点蚀电位,就能产生点蚀;3、材料选择提高不锈钢的纯度并降低不锈钢的不均匀性,选择钝化和再钝化能力强的材料是防止不锈钢点蚀的有力措施;提高不锈钢的纯度,可通过炉外精炼手段,降低钢中的气体和非金属夹杂物的含量;研究表明,钢中的氧化物,特别是Al2O3；钢中的硫化物,特别是MnS；钢中氮化物,特别是TiN,由于它们本身的物理,化学性质,在介质作用下,常常作为敏感位置而诱发点蚀;研究还表明,对于常用的18-8型Cr-Ni钢和18-12-2型Cr-Ni-Mo钢,在降低钢中S量的同时降低Mn量也有利于耐点蚀性能的提高;降低不锈钢的不均匀性,特别是要防止M23C6等碳化物和金属间相的析出;因为它们周围Cr,Mo等耐点蚀元素的贫化,使它们极易成为点蚀的敏感位置;由于Cr,Mo,N等元素对提高不锈钢的耐点蚀性非常有效,为了提高不锈钢的钝化和再钝化能力,就要选用高Cr,Mo含量的奥氏体,奥氏体+铁素体双相钢和铁素体不锈钢；选用高Cr,Mo且含N的奥氏体和奥氏体+铁素体双相不锈钢;如果把常用的不锈钢按其耐点蚀能力由小到大排列起来,大致可以得到下列顺序：铁素体不锈钢：注：顺表中箭头方向耐点蚀能力提高二、缝隙腐蚀1、现象和识别不锈钢表面上若存在金属和非金属夹杂物,例如金属微粒,砂粒,灰尘,脏物,海生物,或者由于结构上的原因,例如铆接,螺栓联接,垫片圈,管与管板胀接,与非金属接触等,均可形成缝隙;在腐蚀介质作用下,缝隙内出现腐蚀,就是缝隙腐蚀;缝隙腐蚀一般根据缝隙形状不同而具有一定的外形;轻微时,可以是缝隙内的一般全面腐蚀,严重时,多为成片的点蚀状或溃疡状;研究表明,几乎所有的腐蚀介质均可引起不锈钢的缝隙腐蚀,而没有特定介质的选择;但是在含Clˉ环境中的缝隙腐蚀则最为常见；缝隙腐蚀对缝隙尺寸有一定的要求,既要使缝隙内,外溶液之间的物质迁移发生困难,还要能允许溶液进入缝隙内,不锈钢产生缝隙腐蚀的缝隙宽度一般在~范围内;2、机理：缝隙腐蚀可分为孔蚀型缝隙腐蚀和活化型缝隙腐蚀二种;前者是以孔蚀为起源的缝隙腐蚀,主要是由于缝隙内钝化膜的氧化性破坏而引起的；后者的形成机理简述如下：由于缝隙的存在,缝隙内溶液组成物质迁移产生困难;例如,腐蚀溶液中能使不锈钢钝化的氧进入缝隙,只能通过扩散,因而过程缓慢;为了维持不锈钢钝态,缝隙内氧迅速耗掉而又的不到及时补充,致使不锈钢表面钝化膜开始还原性溶解;这种溶解的结果使腐蚀产物金属盐逐渐浓缩,通过水解,缝隙内溶液的pH值急剧下降;当pH值降低到不锈钢在溶液中的去钝化pH值时,缝隙内不锈钢表面的钝化膜便产生还原性破坏而形成缝隙腐蚀;3、材料选择不锈钢的缝隙腐蚀主要是因为缝隙内的溶液酸化,缺氧而引起表面钝化膜破坏;因而,提高不锈钢钝化膜的稳定性和钝化,再钝化能力同样是提高不锈钢耐缝隙腐蚀能力的重要措施;因此,选用耐点蚀材料的一些措施同样适用于耐缝隙腐蚀材料的选择;三、腐蚀疲劳现象和识别在介质与交变应力共同作用下所引起的不锈钢的破坏称为腐蚀疲劳;由于不锈钢多在腐蚀环境中使用,因此在交变应力作用下,所产生的不锈钢的破坏多为腐蚀疲劳;与一般机械疲劳相比,不锈钢的腐蚀疲劳表面上常见明显的腐蚀和点蚀;腐蚀疲劳既可以是仅有一条裂纹,也可以有多条裂纹并存,这与不锈钢的腐蚀疲劳既可以在一点又可以在多处生核并扩展有关;不锈钢腐蚀疲劳裂纹宏观常见切向何正向扩展并多呈锯齿状和台阶状；微观上裂纹一般没有分支且裂纹尖端较钝;除腐蚀和裂纹外,不锈钢腐蚀疲劳最重要的特点是断口上有一般机械疲劳的各种特征;例如,宏观断口较平整,呈瓷状或贝壳状,有疲劳弧线,疲劳台阶,疲劳源等；微观断口则有疲劳条纹等;不锈钢在任何腐蚀介质中均可产生腐蚀疲劳,而没有介质的选择;为了验证是否是腐蚀疲劳,还可根据提高钢的强度和耐蚀性或排除腐蚀介质的作用后,是否仍出现破坏来断定;如果由于钢强度提高,不锈钢疲劳断裂消失或寿命延长,则可断定原断裂为机械疲劳；如果提高了钢的耐蚀性或排除了腐蚀介质的作用后,不锈钢疲劳断裂消失或寿命延长,则可断定原断裂为腐蚀疲劳;根据断口特征可以准确的把应力腐蚀与腐蚀疲劳区别开来;2、机理目前,不锈钢腐蚀疲劳的机理主要有以下几种模型;1点蚀应力集中模型：认为不锈钢点蚀坑底部的应力集中是引起裂纹成核的主要原因；2形变金属优先溶解模型：认为形变金属为阳极,未变形金属为阴极,从而导致形变部分的优先溶解；3表面膜破裂模型：认为在交变应力作用下,金属滑移带穿透表面膜,形成无保护膜的台阶,从而使其处于活化态而溶解,引起裂纹成核;滑移-溶解反复作用而形成腐蚀疲劳；4吸附模型：认为腐蚀介质中的活化物质吸附到金属表面上,使表面能降低,改变了材料的力学性能,从而使不锈钢表面滑移带的产生和裂纹的扩展更易进行;3、材料选择选择耐蚀性更好的不锈钢和具有复相结构的双相不锈钢,是解决不锈钢腐蚀疲劳的主要措施;由于不锈钢的腐蚀疲劳多以点蚀为起源,因此,为了防止腐蚀疲劳可选择耐点蚀好的各种不锈钢;例如,含Cr,Mo较高的马氏体不锈钢,Cr-Ni奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢等;由于一些双相不锈钢不仅Cr,Mo较高,且多含有N,因此耐点蚀性能好,同时,由于其组织具有复相结构,不仅显着提高钢的腐蚀疲劳强度,而且疲劳裂纹的扩展也较单相组织结构困难,所以,选用双相不锈钢是解决不锈钢腐蚀疲劳破坏的重要途径;四、刀状腐蚀1、现象和识别：在含Ti,Nb的Cr-Ni奥氏体不锈钢焊缝与母材之交界处的很窄区域内产生严重腐蚀,而母材和焊缝本身则腐蚀轻微,甚至未见腐蚀,金相显微镜下观察可见敏化态晶间腐蚀的特徽;研究表明,含Ti的Cr-Ni不锈钢,无论是在氧化性介质,还是在还原性介质中,均可产生刀状腐蚀;2、机理：冶炼厂在生产含TiNb的Cr-Ni奥氏体不锈钢时例如1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni11Ti,0Cr18Ni11Nb等,经冶炼,浇注,锻,轧等成材后,出厂前一般经过920~1150°C加热,随后急冷的固溶处理;此时钢中的Ti或Nb大都应以TiCNbC 的形式存在;但经焊接后,与焊缝相邻的高温>=1150°C狭窄区域内TiCNbC就会分解,钢中碳便会溶于奥氏体基体中;在随后的冷却过程中,当此高温区通过450~850°C,即敏化温度范围时,又会有大量富铬的M23C6Cr23C6沿晶界析出,从而导致晶界铬的贫化,在介质作用下便会出现刀状腐蚀;因此,刀状腐蚀系含TiNb的Cr-Ni奥氏体不锈钢在焊缝熔合线上出现的一种晶间腐蚀,是钢中TiCNbC分解,Ti和C溶解,随后富铬的M23C6析出,形成贫铬区的结果;本质上与敏化态晶间腐蚀没有区别;3、材料选择从根本上讲,刀状腐蚀仍然是因含TiNb的Cr-Ni奥氏体不锈钢中常常含有比较高的C量而引起的;因此,在选择材料时首先考虑选用低碳~%和超低碳<=%Cr-Ni奥氏体不锈钢以代替含TiNb的不锈钢；当必须选用含TiNb的Cr-Ni奥氏体不锈钢时,也须将钢中的碳量控制在允许的范围内并尽量低;五、晶间腐蚀不锈钢的晶间腐蚀是沿不锈钢晶粒间界产生的一种优先破坏.它曾经是人们20世纪30~50年代最为关注,最为常见的腐蚀破坏形式;虽然不锈钢敏化态晶间腐蚀的事故已大大减少,但非敏化态晶间腐蚀的研究和解决尚需人们继续努力;一铬镍奥氏体不锈钢的敏化态晶间腐蚀1、现象和识别敏化态晶间腐蚀出现在焊接构件的焊缝热影响区或构件经过450~850°C加热的部件,在介质作用下导致这些部位的泄漏或破损；产生敏化态晶间腐蚀的设备,部件等,其尺寸,外形几乎没有变化且无任何塑性变形；除受腐蚀的区域外,其它部位没有任何腐蚀的迹象,仍具有明显的金属光泽；局部取样检查,受腐蚀部位的强度,塑性已严重丧失,冷弯时不仅出现裂纹,严重时常常出现脆断和晶粒脱落且落地无金属声;在金相显微镜和扫描电镜下可以明显看到钢的晶界由于受腐蚀而变宽,多呈网状,严重时还有晶粒脱落现象;2、机理常见的敏化态晶间腐蚀应用贫铬理论可得到圆满的解释;Cr-Ni奥氏体不锈钢在使用前或冶炼厂出厂交货状态多为固溶处理状态;即将不锈钢加热到高温1000~1150°C左右,随钢种而异,保温后快冷一般为水冷;此时,当Cr-Ni奥氏体不锈钢中含碳量在~%以上时随钢中的含Ni量而异,碳在钢中便处于过饱和状态;随后,在不锈钢的加工及设备,构件的制造和使用过程中,若要经过450~850°C的敏化温度加热例如焊接或在此温度范围内使用,则钢中过饱和的碳就会向晶界扩散,析出并与其附近的铬形成铬的碳合物;在常用的Cr-Ni奥氏体不锈钢中,这种碳化物一般为Cr23C6M23C6;由于这种碳化物含有较高的Cr,所以铬碳化物沿晶界沉淀就导致了碳化物周围钢的基体中Cr浓度的降低,形成所谓“贫铬区”;当铬碳化物沿晶界沉淀呈网状时,贫铬区亦呈网状,不锈钢耐腐蚀是因为在介质作用下,钢中含有足以使钢在此介质中钝化的铬量;而贫铬区铬量不足,使钝化能力降低,甚至消失,而奥氏体晶粒本身仍具有足够钝化耐蚀能力,因此,在腐蚀介质作用下晶界附近连成网状的贫铬区便优先溶解而产生晶间腐蚀;3、常见介质容易使Cr-Ni奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的常见介质种类很多,下表仅列出其中的一部分供参考;表1 使Cr-Ni奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的常见介质4、材料选择长期以来,人们选用含稳定化元素Ti,Nb的Cr-Ni奥氏体不锈钢,例如1Cr18Ni9Ti, 0Cr18Ni11Ti, 1Cr18Ni12Mo2Ti, 1Cr18Ni12Mo3Ti, 1Cr18Ni11Nb, 0Cr18Ni11Nb等以防止敏化态晶间腐蚀并取得了满意的结果;Ti,Nb的作用主要是与钢中过饱和的碳形成稳定的TiC,NbC等碳化物而防止或减少铬碳化物Cr23C6的形成;但是含稳定化元素Ti,Nb,特别是含Ti的不锈钢有许多缺点;在不锈钢冶炼工艺日新月异的今天;有些缺点已严重阻碍了不锈钢冶炼生产的科技进步并给使用带来了不必要的损失和危害;例如,Ti的加入,使钢的粘度增加,流动性降低,给不锈钢的连续浇注工艺带来了困难；Ti的加入,使钢锭,钢坯表面质量变坏,不仅大大增加冶金厂的修磨量,而且显着降低钢的成材率,从而提高了不锈钢的成本；Ti的加入,由于TiN等非金属夹杂物的形成,降低了钢的纯洁度,不仅使钢的抛光性能变差,而且由于TiN等夹杂常常成为点蚀源而使钢的耐蚀性下降；含Ti的不锈钢焊后在介质作用下,沿焊缝熔合线易出现“刀状腐蚀”,同样引起焊接结构设备的腐蚀破坏;由于含Ti不锈钢的上述缺点,在不锈钢产量最大的日本,美国含Ti的18-8Cr-Ni 不锈钢的产量仅占Cr-Ni不锈钢产量的1~2%,而我国仍占Cr-Ni不锈钢产量的90%以上;这既反映了我国不锈钢生产和钢种使用上的不合理,也说明我国在不锈钢生产和使用中,钢种结构上的落后状况;建议选用超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢;由于超低碳C<=~%Cr-Ni奥氏体不锈钢的强度较用Ti,Nb稳定化的不锈钢为低,当强度嫌不足时,可选用控氮~%和氮合金化N>=%的超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢,它们不仅强度高且耐晶间腐蚀,耐点蚀等性能也均较含Ti,Nb的不锈钢为佳;建议含Ti,Nb的Cr-Ni奥氏体不锈钢仅用于低碳,超低碳不锈钢无法替代的条件下,例如作为耐热钢使用和在连多硫酸等用途中使用;二铬镍奥氏体不锈钢的非敏化态固溶态晶间腐蚀铬镍奥氏体不锈钢的非敏化态晶间腐蚀,1949年才被人们发现,虽然也开展了一些研究工作,但截止目前为止,从理论到实践还没有获得满意的解释和解决;1、现象和识别非敏化态固溶态晶间腐蚀系指Cr-Ni奥氏体不锈钢在经过高温1000~1150°C加热,保温后迅速冷却后的固溶状态,不需要再经过敏化焊接或450~850°C敏化温度加热处理,在一些腐蚀介质中同样出现的晶间腐蚀;产生非敏化态晶间腐蚀的Cr-Ni奥氏体不锈钢既包括普通不锈钢,也包括耐敏化态晶间腐蚀的超低碳不锈钢和含稳定化元素Ti,Nb的不锈钢;非敏化态晶间腐蚀主要出现在含Cr6+的HNO3中;除65%的HNO3外,在浓HNO3,特别是在发烟硝酸中最易出现;此外,国内在二氧化碳汽提法生产尿素的条件下,在高温,高压尿素甲铵液中,在液相,汽液相交界处,在汽相中均发现了尿素级和非尿素级的00Cr17Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N以及Fe-Ni基耐蚀合金00Cr20Ni35Mo2Cu3NbCarpenter 20cd-3的非敏化态晶间腐蚀;非敏化态晶间腐蚀一般出现在远离焊缝的母材上;对它的识别基本上与敏化态晶间腐蚀相同;但是,在金相显微镜和扫描电镜下观察,在尿素生产装置中所出现的Cr-Ni 奥氏体不锈钢的非敏化态晶间腐蚀形态,发现与前述敏化态晶间腐蚀有很大的不同;主要表现在晶间腐蚀裂纹较宽但常常延伸较浅且常伴随有晶粒脱落,但晶界并未见析出物;2、机理研究表明,应用溶质杂质偏聚理论能够较满意地解释固溶态非敏化态晶间腐蚀产生的原因;在含Cr6+的硝酸介质中,选择高纯的Cr-Ni不锈钢Cr14Ni14和1Cr18Ni11Ti,研究了C,P,Si,B等对非敏化态晶间腐蚀的影响,当C<%时无明显影响,P>=%,显着有害；Si 量在Cr-Ni不锈钢正常含量~%范围附近时,其非敏化态晶间腐蚀敏感性最大,高于或低于此含量,晶间腐蚀敏感性下降；B量>=%,对非敏化态晶间腐蚀便有害;对含Si,P极低的高纯Cr-Ni奥氏体钢的进一步研究表明,这些不锈钢在非敏化态均无晶间腐蚀倾向;采用透射电镜和俄歇谱仪进行晶界分析结果已证实晶界P,Si,B等元素的偏聚并优先溶解是导致非敏化态晶界腐蚀的主要原因;但是,P,Si,B等杂质元素沿晶界偏聚导致非敏化态晶间腐蚀仅仅是由于晶界和晶内形成化学浓差而引起的单纯电化学腐蚀过程,或者是由于偏聚引起晶界耐蚀性下降,还是有其它因素的影响,尚有待于进一步探讨;3、材料选择从理论上讲,发展P<=%,Si<=%,B<=%的高纯Cr-Ni奥氏体不锈钢是解决非敏化态晶间腐蚀最根本的措施;目前,为解决硝酸用途中的非敏化态晶间腐蚀,主要是选用高硅Si ~4%不锈钢0Cr18Ni11Si4AlTi,00Cr20Ni24Si4Ti,00Cr14Ni14Si4,00Cr17Ni15Si4Nb等;为解决二氧化碳汽提法尿素生产中四大高压设备,即尿素合成塔,高压冷凝器,高压洗涤器,二氧化碳汽提塔用Cr-Ni奥氏体不锈钢的非敏化态晶间腐蚀,目前仍需选用已有大量成熟使用经验的尿素级00Cr17Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N;但需尽量控制钢中C,P,Si量,特别是P含量应尽量低;三铁素体不锈钢的晶间腐蚀1、现象和识别铁素体不锈钢的晶间腐蚀与前述Cr-Ni奥氏体不同：它一般出现在高于900~950°C加热后或焊后,甚至在水等急冷条件下也无法避免；而经过750~850°C短时间加热处理,铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性可减轻,甚至消除；铁素体不锈钢的晶间腐蚀系产生在紧靠焊缝熔合线附近区域,而不是在Cr-Ni奥氏体不锈钢的热影响区内;除出现部位上的差异外,对铁素体不锈钢晶间腐蚀的识别基本上与Cr-Ni奥氏体不锈钢的敏化态晶间腐蚀相同;铁素体不锈钢的晶间腐蚀不仅在强腐蚀性介质中产生,而且在弱介质中,例如在自来水中亦可出现;2、机理大量研究表明,应用贫铬理论同样可满意地解释铁素体不锈钢的晶间腐蚀现象;高铬铁素体不锈钢在900~950°C以上加热时,钢中C,N固溶于钢的基体中;由于钢中Cr在铁素体内的扩散速度约为奥氏体中的100倍,而C,N在铁素体内不仅扩散速度快在600°C,C在铁素体中的扩散速度约为奥氏体中的600倍,而且溶解度也低在含Cr26%的铁素体钢中,1093°C时,C的溶解度为%,而在927°C仅为%,温度再低,还要降至%以下；N的溶解度在927°C以上为%,而在593°C仅为%;因而高温加热后,在随后的冷却过程中,即使快冷也常常难以防止高铬的碳,氮化物沿晶界析出和贫铬区的形成;而在750~870°C 处理,可降低,消除铁素体不锈钢的晶间腐蚀倾向;但是,在500~700°C范围内,钢中铬的扩散速度减小,短期内无法使贫铬区消失,故先经高温加热,而在冷却过程中又通过500~700°C温度区的铁素体不锈钢,由于晶界有贫铬区的存在,在腐蚀介质作用下就会产生晶间腐蚀现象;研究表明,含Cr20%的铁素体不锈钢,其贫铬区的Cr量可<5%,甚至可为0%,贫铬区的宽度为~μm;3、材料选择为了防止铁素体不锈钢的晶间腐蚀,主要选用含Ti,Nb等稳定化元素的铁素体不锈钢;六、应力腐蚀1、现象和识别：不锈钢的应力腐蚀是在静拉伸应力与特定的工作介质共同作用下而发生的一种破坏;它是不锈钢局部腐蚀破坏中最常见,危害最大的一种;工程事故的分析经验表明,不锈钢制设备和部件,包括未经使用的设备和部件,一旦发生突然性的泄漏或损坏,而泄漏或损坏部位又未见明显的塑性变形,常常是由应力腐蚀而造成的;识别应力腐蚀的主要依据是裂纹特征和断口形貌;见图片;1裂纹特征应力腐蚀的宏观裂纹均起自于不锈钢表面且分布具有明显的局部性；裂纹的走向与所受应力,特别是与残余应力有密切关系；裂纹常呈龟裂和风干木材状,裂纹附近未见塑性变形；除裂纹部位外,其它部位腐蚀轻微,且常有金属光泽;应力腐蚀裂纹的微观形貌多为穿晶型,但也多见沿晶型和穿晶+沿晶混合型；裂纹的宽度较小,而扩展较深,裂纹的纵深常较其宽度大几个数量级；裂纹既有主干也有分支,典型裂纹多貌似落叶后的树干和树枝,裂纹尖端较锐利;2断口形貌应力腐蚀的宏观断口多呈脆性断裂;断口的微观形貌,穿晶型多为准解理断裂,并常见河流,扇形,鱼骨,羽毛等花样；而沿晶型则多为冰糖块状花样;2、常见介质：导致各类不锈钢应力腐蚀的最常见介质是含有Clˉ和氧的大气和工业水,海水等;由于Cr-Ni奥氏体不锈钢用量最大,应力腐蚀事故也最多;下面列出了使Cr-Ni奥氏体不锈钢产生应力腐蚀和晶间沿晶型应力腐蚀的常见介质;3、机理：由于应力腐蚀的影响因素多,过程比较复杂,因此,截至目前为止,对不锈钢应力腐蚀的尚未取得统一的认识;对于高强度不锈钢,例如马氏体和马氏体沉淀硬化不锈钢的应力腐蚀,许多人认为氢脆起主导作用;但也有人认为,在中性水溶液中,对13%Cr马氏体不锈钢的应力腐蚀起主导作用的不是氢脆,而是阳极溶解;对于Cr-Ni奥氏体不锈钢,许多研究工作者也曾提出氢脆是它们产生应力腐蚀的主要机制;主要依据是在沸腾的Mg,Li,Ca等的氯化物溶液中,在高温水和蒸汽中,在室温H2SO4+NaCl混合介质中,由于氢的吸附,钢的塑性显著降低；在腐蚀电位和阴极极化下,有氢析出的可能性；在应力作用下,奥氏体形变可在局部产生马氏体,同时,钢中氢量增加,可促进这种马氏体转变；断裂后,通过断口观察,认为属于氢脆断裂;但是,对于大量使用的Cr-Ni奥氏体不锈钢,从裂纹尖端产生阳极溶解而引起应力腐蚀,目前倾向于用滑移-溶解-断裂模型来加以解释;在介质作用下,Cr-Ni奥氏体不锈钢表面上存在着籍以耐腐蚀的保护膜钝化膜;在拉伸应力作用下,位错沿着滑移面运动至金属表面,在表面产生滑移台阶,使表面膜产生局部破裂并暴露出没有保护膜的裸金属;有膜与无膜金属间形成微电池;在介质作用下,作为阳极的裸金属产生阳极溶解;此时,保护膜的作用不仅为腐蚀过程提供了阴极,而且又使阳极溶解集中在局部区域;显然,保护膜破裂后,若所暴露的裸金属一直处于活化腐蚀状态,则腐蚀必然会同时向横向发展;于是,裂纹尖端的曲率半径增大,应力集中程度随之减小,进而导致裂纹向纵深发展的速度变慢直至最后终止;但是,在实验室内和应力腐蚀工程事故分析中均可看到,不锈钢应力腐蚀裂纹尖端非常微细;因此,一般认为,在裸金属受到腐蚀的同时,还存在着一个能阻止腐蚀向横向发展的过程,才能使裂纹沿纵向扩展;此过程就是不锈钢的再钝化;因此,滑移-溶解-断裂模型至少包括表面膜的形成；在应力作用下金属产生滑移引起表面膜的破裂；裸金属的阳极溶解和裸金属的再钝化等四个过程;这些过程的反复进行,导致不锈钢的应力腐蚀断裂;。
不锈钢的腐蚀及耐腐蚀原理
5.不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理不锈钢的腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。
对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。
在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。
此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。
在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。
另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。
这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。
均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。
由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。
因而，设备的寿命也不能精确地预计。
这里给出几种局部腐蚀的例子。
第一例是电化学腐蚀。
当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。
此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。
电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。
腐蚀由阴极上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。
如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。
这种情况必须避免。
另一方面，当我们将此情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。
这种情况是我们所期望的。
在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。
紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。
此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中，铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。
这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。
另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非常快的腐蚀。
此时，铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。
有趣的是在这种情况下，铜离子的释放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。
不锈钢的防锈能力说明
不锈钢的防锈能力说明首先，常见材料中没有不会被腐蚀的金属，所以也不存在不会生锈的不锈钢。
所谓不锈钢只是其耐腐蚀的性能比较优越，不太容易被腐蚀而已。
1Cr13，2Cr13，相当于410，420钢。
在常用钢材中4系列的钢，从严格意义上说不是不锈钢，只是马氏体铁素体不锈钢，最多只能称为不锈铁。
所以其抗腐蚀性能是非常有限，是不可能和2系列，3系列的不锈钢相提并论的。
2系列的不锈钢，如202，204等等，其含镍量较低，价格便宜，但总体性能，不论抗腐蚀性或者强度等等，都比3系列要差很多。
3系列的不锈钢，可以从真正意义上成为不锈钢，其抗腐蚀性比其他型号要优越的多，尤其是304以上牌号的不锈钢性能更好。
但是即使是3系列的不锈钢，在特定环境中依然会被腐蚀。
如304在普通环境下可以保证5年以上不生锈，但是在盐雾试验中，很难坚持过168小时（7天）；如果304做钝化处理，可以在盐雾试验中坚持到720小时（30天），但是也很难坚持更久。
所以所有的不锈钢都是相对的，要根据实际使用的环境和场合来综合考虑选择哪一款不锈钢。
毕竟高规格的不锈钢价格相对别的牌号要贵很多，甚至要按倍数来计算。
另：1Cr18Ni9Ti相当于321（略有差别），是3系列中最高得几个牌号之一，是奥氏体不锈钢，且是耐高温刚。
其物理性能是非常优越的，无论是强度，还是抗腐蚀性。
在普通环境下，要让1Cr18Ni9Ti生锈确实不容易。
#请楼上的朋友注意你的资料来源。
SUS304 对应的应该是0Cr18Ni9；而1Cr18Ni9Ti是相当于316和321之间的规格，更接近于321，两者的含碳量是不同的。
严格意义上1Cr18Ni9Ti是不对应3系列标准规格的，所以我注明了略有差别。
我是一个机械设计工程师，我对我的所有文字负责，同时我也相信我桌上的《机械设计手册》，这些年来，成大先先生的这本书从来没有忽悠过我。
#同时请注意，含镍量固然是衡量不锈钢的重要指标之一，我上文也提到了，但是镍本身并不是抗腐蚀的。
不锈钢耐腐蚀的标准
不锈钢耐腐蚀的标准
不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料，其具有良好的耐腐蚀性能，被广泛应用于化工、石油、食品加工、医疗器械等领域。
不锈钢的耐腐蚀性能受到许多因素的影响，而不锈钢耐腐蚀的标准也是确保其质量和性能的重要指标。
首先，不锈钢的成分是影响其耐腐蚀性能的关键因素之一。
一般来说，不锈钢
中含有铬、镍等元素，这些元素能够形成一层致密的氧化膜，阻止金属表面进一步腐蚀。
因此，不锈钢中这些元素的含量越高，其耐腐蚀性能就越好。
其次，不锈钢的表面处理也对其耐腐蚀性能有重要影响。
例如，通过酸洗、喷丸、抛光等方法可以去除不锈钢表面的氧化皮和污垢，提高其耐腐蚀性能。
此外，不锈钢的表面还可以进行阳极氧化、电镀等处理，形成一层保护膜，提高其抗腐蚀能力。
另外，不锈钢的晶粒度和组织结构也是影响其耐腐蚀性能的重要因素。
晶粒度
越细，组织结构越均匀，不锈钢的耐腐蚀性能就越好。
因此，在生产过程中，通过控制热处理工艺、减小晶粒尺寸等方法可以提高不锈钢的耐腐蚀性能。
此外，不锈钢的使用条件也会影响其耐腐蚀性能。
例如，在高温、高压、强腐
蚀性介质下，不锈钢的耐腐蚀性能会受到挑战。
因此，在实际使用中，需要根据具体的使用条件选择合适的不锈钢材料，以确保其耐腐蚀性能。
总的来说，不锈钢的耐腐蚀性能受到多种因素的影响，而不锈钢耐腐蚀的标准
也是确保其质量和性能的重要指标。
通过控制不锈钢的成分、表面处理、晶粒度和组织结构，以及合理选择使用条件，可以提高不锈钢的耐腐蚀性能，确保其在各种工业领域的应用。
不锈钢耐腐蚀标准
不锈钢耐腐蚀标准
一、防锈性
不锈钢具有较好的防锈性能，不易生锈。
这种防锈性能主要得益于不锈钢中的密元素。
辂元素能够在表面形成一层致密的氧化膜，防止氧原子渗透到金属内部，从而避免金属被氧化。
不锈钢中的其他元素，如集、用等，也能增强其防锈性能。
二、耐酸碱盐
不锈钢具有良好的耐酸碱盐性能。
在常温下，不锈钢可以承受大多数酸碱盐的腐蚀，如稀硝酸、稀硫酸、碱等。
但是，在高温或浓硝酸、氢氟酸等强腐蚀性介质中，不锈钢的耐腐蚀性会下降。
三、高温抗氧化
不锈钢在高温下具有良好的抗氧化性能。
在空气中，不锈钢表面能够形成一层致密的氧化膜，防止氧原子渗透到金属内部，从而避免金属被氧化。
同时，不锈钢在高温下具有较好的抗硫化性能，能够抵抗硫化物的腐蚀。
四、硫化
不锈钢具有良好的抗硫化性能。
在常温下，不锈钢可以承受硫化物的腐蚀，如硫化氢等。
但是，在高温下，不锈钢的抗硫化性能会下降。
五、氯化与氟化
不锈钢具有良好的抗氯化物和氟化物腐蚀的能力。
在常温下，不锈钢可以承受大多数氯化物和氟化物的腐蚀。
但是，在高温下，不锈
钢的抗氯化物和氟化物腐蚀的能力会下降。
综上所述，不锈钢具有良好的防锈性、耐酸碱盐、高温抗氧化、抗硫化、氯化与氟化等耐腐蚀性能。
但是，在高温或强腐蚀性介质中，不锈钢的耐腐蚀性会下降。
因此，在使用不锈钢时，应根据具体的使用环境和介质选择合适的不锈钢材料。