|
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。 + S3 w5 j" k7 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。
7 q: Z0 f5 X1 p6 j& M
* W* \& q x: l/ V不銹鋼為何不銹 , G# E- u9 ]) |8 x( S- m" k) D
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。 5 h0 D( ^. U1 D& X1 }( `; p1 e! ~
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。
& `- a0 p: [# u4 J& N 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。
* e- Q' n0 ^; D9 K: U8 C 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。
R; z1 U; V( c; _$ R. F/ a) @5 Z/ H鈍化膜的破壞形式
. G' e# Q/ z: K& u( t) p9 \: r 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。
% N: I- ~3 }; N2 |4 T; O. \ 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。
! K+ g, i# e0 u/ o' c) h3 {氧化膜的生長規律
7 M3 T# d$ o" e6 d/ Z 膜的生長可用膜厚y表示： & B- {3 _. ^, @' R/ S: `# Q
(1)直線規律 " g; j o2 ]4 R# t5 @
y=kt
1 u! Z8 z; t* o1 X7 a 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。 6 I* P! p3 Y2 |" `! g; D
(2)拋物線規律
V* u+ c9 I7 v+ M5 A y2=kt " }! Z7 e, x* z8 @( ?" V
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。 % P; \* i& _4 n9 b# v
(3)對數規律 : n9 L) T; G/ D7 X; G
y=k₁lgt+k₂ (t>to) u0 n" P0 d, N9 o
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。
: N: l# r3 E' ? 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。( D& J: q; G/ r% ^, V. ?5 P: N/ l
8 C; j& e7 t) D6 H, _! n( Z: ]
- Q5 W. b* p( m" ]* e/ f \: V0 G, G c; q
| 
發表于 2016-4-28 15:09:13
QQ好友和群
QQ空間
