|
相信一定有人好奇過，不銹鋼為什么叫“不銹鋼”？難道它真的能不生銹，不被腐蝕嗎？金屬腐蝕一直是各行各業的頭疼事，但是在不銹鋼出現之后，就很大程度解決了金屬腐蝕問題。
$ i1 G2 y) H! Y4 A: N' p3 s6 I, Y 事實上，不銹鋼并不是真正的不被腐蝕，只是腐蝕速率比一般的金屬要緩慢。下面就詳細揭秘不銹鋼“不銹”的原因。
2 E2 o+ J* w* o# g3 j* q9 d' ] 1 _4 a) g3 Q8 p6 W4 n6 d" j4 ~
不銹鋼為何不銹
2 a7 |+ J" u# E3 r4 ~ N/ i 不銹鋼是不銹鋼系不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼主要就是指能耐大氣、蒸汽和水等弱介質腐蝕的鋼；耐酸鋼是指耐酸、堿、鹽等化學侵蝕性介質腐蝕的鋼。按鋼的組織結構進行分類，不銹鋼分可分為：馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。 8 M: K; [( G6 j; K9 ^
不銹鋼耐腐蝕的原因比較有說服力的是鈍化膜理論。鈍化膜就是在不銹鋼表面形成一層以Cr₂0₃為主的薄膜。此薄膜能保護不銹鋼基體在各種介質中不被輕易腐蝕。 : T! ]9 i4 `4 l8 E! o
形成鈍化膜有兩種情況。一是不銹鋼本身具有自鈍化的能力，這種自鈍化能力與鉻含量有關，含鉻越多自鈍化能力就越快；另一種是不銹鋼在各種介質的腐蝕過程中形成鈍化膜而延緩腐蝕。 3 O2 V) t- h; v+ g8 |7 B& \) S
不銹鋼鈍化膜具有抵抗腐蝕的能力，歸結于三個特點：一是鈍化膜極薄，當鉻含量大于10.5%時，薄膜一般只有幾個微米；二是鈍化膜的比重大于基體的比重；三是鈍化膜的鉻濃度比基體高的多。前兩個特點說明鈍化膜具有良好的化學穩定性、致密、缺陷少和與基體結合牢固的特性，使得腐蝕介質很難穿過此膜腐蝕不銹鋼的基體，從而起到保護基體的作用。第三個特點則說明鈍化膜具有較高的耐腐蝕性。 , {/ I/ ^$ B2 Y# l% m6 Q3 n
鈍化膜的破壞形式
/ y/ }0 S2 }- A( W2 N 鈍化膜中存在內應力。形成應力的原因是多方面的，包括氧化膜成長產生的應力、相變應力和熱應力。內應力達到一定程度時，可以由膜的塑性變形、金屬基體的塑性變形、氧化膜與基體分離、氧化膜破裂等途徑而得到部分或全部松弛。鈍化膜破裂的幾種形式，見圖1-1。
& F( u# A" H5 m 圖1-1中的(a)是鈍化膜在金屬基體表面生長時，在膜與基體之間存在空氣，從未形成空泡；而空泡破裂后就形成了圖(b)；圖(c)中存在于鈍化膜中氣體會形成微泡，能使膜遭到破壞；如果鈍化膜與基體結合不夠牢固的話，膜就會從基體表面脫落見圖(d)；圖(e)中膜會被其他物質切而導致膜裂；圖(f)說明在金屬的角和棱上的鈍化膜不夠致密、有缺陷，會導致鈍化膜在此位置上裂開。 4 C7 x, E( V+ r# k! {0 v
氧化膜的生長規律
, M h9 ?9 r' ~1 G6 a7 {& l8 u 膜的生長可用膜厚y表示： 6 ~' r, H6 g* y9 ~
(1)直線規律
8 E+ ^/ P2 N+ f y=kt
: C' W6 V r* z+ Q- w 式中表示膜厚隨時間的變化的關系，此規律反映表面氧化膜多空、不完整,對金屬的進一步氧化沒有抑制作用。
% K' N, T3 r3 l+ D& ^$ d' U* Y8 N (2)拋物線規律 4 w; S) h# l" d; Y: T" C }
y2=kt ; N3 y7 K0 h/ A: o7 X' R
符合此規律的氧化膜是致密的，能對金屬起到保護作用。氧化速度dy/dt與膜厚y成反比，這表明氧化受離子擴散通過表面氧化膜的速度所控制。 / B- l% r7 Q* v& u2 Y" p% j+ h9 x
(3)對數規律
' T+ @$ k7 W6 b* X5 M8 c$ } y=k₁lgt+k₂ (t>to) ( P5 p& o: t( O# Y. v
在溫度比較低時，金屬表面上形成極薄的氧化膜，就足以對氧化過程產生很大的阻滯作用，使膜厚的增長速度變慢，在時間不太長時膜厚實際上已不再增加。在這種情況下，膜成長符合對數規律。
8 E) H# L v- E R8 u 防止不銹鋼的腐蝕具有現實意義，能有效降低企業的損失，使設備能安全運行，防止泄露等事故的發生，保證經濟和人身安全。( y. j6 {% w& h6 v
! w, }) \7 Y. Q5 h* Q4 s0 [. p, T
3 B9 S. U9 s5 ?: C6 o' ?5 w, S
- N2 n0 W( \0 R2 y4 N- z5 f | 
發表于 2016-4-28 15:09:13
QQ好友和群
QQ空間
