别锈钢特性及氯离子腐蚀

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐别锈钢特性及氯离子腐蚀腐蚀与别锈钢

应力腐蚀

应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。

应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。

它的发生普通有以下四个特征：

一、普通存在拉应力，但实验发觉压应力有时也会产生应力腐蚀。

二、关于裂纹扩展速率，应力腐蚀存在临界KISCC，即临界应力强度因子要大于KISCC，裂纹才会扩展。

三、普通应力腐蚀都属于脆性断裂。

四、应力腐蚀的裂纹扩展速率普通为10-6～10-3mm/min，而且存在孕育期，扩展区和瞬段区三部分

应力腐蚀机理的机理普通以为有阳极溶解和氢致开裂

晶间腐蚀

讲明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。要紧由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大落低金属的机械强度。

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而且金属表面往往仍是完好的，但别能经受敲击，因此是一种非常惊险的腐蚀。通常浮现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。别锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一具重大咨询题。

晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看别出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化。别锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。

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别锈钢的晶间腐蚀:

别锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的别锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎彻底消逝，这是别锈钢的一种最惊险的破坏形式。晶间腐蚀能够分不产生在焊接接头的热妨碍区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。

别锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时，碳在别锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度非常小，约为0.02%～0.03%，而普通奥氏体别锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就别断地向奥氏体晶粒边界扩散，并和铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如（CrFe）23C6等。然而由于铬的扩散速度较小，来别及向晶界扩散，因此在晶间所形成的碳化铬所需的铬要紧别是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界的铬的质量分数低到小于12%时，就形成所谓的“贫铬区”，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶间腐蚀。

别锈钢的晶间腐蚀

含碳量超过0.03%的别稳定的奥氏体型别锈钢（别含钛或铌的牌

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号），假如热处理别当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却经过那个温度区间时，都会产生晶间腐蚀。如此的热处理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），同时造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用也可浮现在焊接时，在焊接热妨碍区造成其后的局部腐蚀。

最通用的检查别锈钢敏感性的办法是65%硝酸腐蚀试验办法。试验时将钢试样放入沸腾的65%硝酸溶液中延续48h为一具周期，共5个周期，每个周期测定分量损失。普通规定，5个试验周期的平均腐蚀率应别大于0.05mm/月。

奥氏体型别锈钢焊接结构的晶间腐蚀可用如下办法预防：

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①使用低碳牌号00Cr19Ni10或00Cr17Ni14Mo2，或稳定的牌号

0Cr18Ni11Ti或0Cr18Ni11Nb.使用这些牌号别锈钢可防止焊接时碳化物沉淀出造成有害妨碍的数量。

②假如面品结构件小，可以在炉中举行热处理，则可在1040-1150℃举行热处理以溶解碳化铬，同时在425-815℃区间快速冷却以防止瑞沉淀。

焊接铁素体别锈钢在某些介质中也也许浮现晶间腐蚀。这是当钢从925℃以上快速冷却时，碳化物或氧化物沉淀，金属晶格应变造成的，焊接后举行消除应力热处理可消除应力并恢复耐腐蚀性能。在1Cr17别锈钢中加入超过8倍碳含量的钛，通常可减少焊接钢结构在一些介质中的晶间腐蚀。但是加入钛在浓硝酸中别是有效的。

奥氏体型别锈钢的细分美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻别锈钢的。其中：

①奥氏体型别锈钢用200系列(无镍或低镍的铬锰氮别锈钢)和300系列(镍铬别锈钢)数字标示，

②铁素体和马氏体型别锈钢用400系列的数字表示。

在所有的钢种里别锈钢的种类和牌号较多，似乎有上百个牌号，

标准化和非标准化共有200个。最常用的是如下品种:

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==常用别锈钢材料对比表===

XXX美国英国德国法国中国

SUS304304304S15X5CrNi189Z6CN18.090Cr18Ni9

SUS304L304L304S12X2CrNi189Z2CN18.0900Cr18Ni10

SUS316316316S16X5CrNiMo1810Z6CND17.12

0Cr18Ni12Mo2Ti

SUS316L316L316S12X2CrNiMo1810Z2CND17.12

00Cr17Ni14Mo2

SUS317317317S16--0Cr18Ni12Mo3Ti

SUS317L317L317S12X2CrNiMo1816Z2CND19.15

00Cr17Ni14Mo3

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SUS321321321S12X10CrNi189Z6CNT18.100Cr18Ni9Ti

奥氏体别锈钢的焊条选用要点:

别锈钢要紧用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。所以,在焊接

别锈钢时,焊条的性能必须与别锈钢的用途相符。别锈钢焊条必须依照

母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。

1、普通来讲,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同

或相近的焊条。如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。

2、由于碳含量对别锈钢的抗腐蚀性能有非常大的妨碍,所以,普通选

用熔敷金属含碳量别高于母材的别锈钢焊条。如316L必须选用A022

焊条。

3、奥氏体别锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可经过焊接工艺评

定举行验证。

4、关于在高温工作的耐热别锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条

要紧应能满脚焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。

(1)对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,普通均采纳奥

氏体-铁素体别锈钢焊条,以焊缝金属中含2-5%铁素体为宜。铁素体含

量过低时,焊缝金属抗裂性差;若过高,则在高温长期使用或热处理时

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易形成σ脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。

在某些特别的应用场合,也许要求采纳全奥氏体的焊缝金属时,可采纳比如A402、A407焊条等。

(2)对Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢,如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性。如采用A502、A507。

5、关于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀别锈钢,则应按介质和工作温度来挑选焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。

(1)关于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采纳含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳别锈钢焊条。如A137或A002等。

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(2)关于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的别锈钢焊条如:A032、A052等。

(3)工作,腐蚀性弱或仅为幸免锈蚀污染的设备,方可采纳别含Ti或Nb的别锈钢焊条。

为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采纳超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采纳00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。

6、关于在低温条件下工作的奥氏体别锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采纳纯奥氏体焊条。如A402、A407。

7、也可选用镍基合金焊条。如采纳Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体别锈钢。

8、焊条药皮类型的挑选:

(1)由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度举行比较,碱XXX皮与钛钙型药皮焊条的差不别像碳钢焊条那样显著。所以在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采纳药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。

(2)惟独在结构刚性非常大或焊缝金属抗裂性较差(如某些马氏体铬

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别锈钢、纯奥氏体组织的铬镍别锈钢等)时,才思考选用药皮代号为15的碱XXX皮别锈钢焊条(如A107、A407等)。上所述,奥氏体别锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体别锈钢的焊接时焊条选用尤其值得注意,惟独如此才干达到针对别同材料实施别同的焊接办法和别同材料的焊条,别锈钢焊条必须依照母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。如此才有也许能达到所预期的焊接质量.

别锈钢的物理性能

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别锈钢的物理性能别锈钢和碳钢的物理性能数据对照，碳钢的密

度略高于铁素体和马氏体型别锈钢，而略低于奥氏体型别锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型别锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型别锈钢最高而碳钢最小；碳钢、铁素体型和马氏体型别锈钢有磁性，奥氏体型别锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性，可用热处理办法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型别锈钢与碳钢相比，具有下列特点：1）高的电阻率，约为碳钢的5倍。2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。3）低的热导率，约为碳钢的1/3。

别锈钢的力学性别论别锈钢板依然耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合