1. 鉻、鉬、氮元素對不銹鋼耐(nai)蝕性能(neng)的(de)影響


  不銹鋼的耐大氣腐蝕性,基本上和耐點腐(fu)蝕性一樣,隨著鉻含量的增加會有所提高。通過大氣曝露確認的數據,其中Schmitt等(1969年)把改變了鉻含量的Fe-0.5%~28%Cr合金在美國國內的4個地方曝露了長達8年的結果。該試驗認為Cr含量如果大約為12%時,幾乎可以無視不銹鋼在大氣中重量的減少,但在海鹽離子附著的沿海地帶,按照其影響程度的不同,有必要把鉻含量增大到15.7%或18.5%以上,以確保耐腐蝕性。至今還沒有把鉬含量的影響進行系統研究的結果,但根據Truman(1979)把不同的鉬含量18Cr-8Ni和17Cr在工業地帶曝露了長達5年的結果,可以看出隨著鉬含量的增加,重量明顯地會有所減少。


  根據鋼中的耐點腐蝕性和有效的合金元素鉻、鉬、氮含量整理的日本國內的大氣曝露結果如圖5.4(1982年)所示。從圖5.4 中可以得出各個曝露地的試驗片的外觀參量可根據這些元素的含有量進行整理。此外,在海上曝露長達3年的試驗片的最大點腐蝕深度如圖5.5 (1989年)所示。由圖5.4可見,隨著表示鉻、鉬(mu)、氮含量的點腐蝕指數的增加,最大點腐蝕深度會有所變小;但同一指數的情況下,奧氏體系不銹鋼比鐵素體系的點腐蝕深度淺。通過外觀參量進行比較,高純度鐵素體系不銹鋼比奧氏體系顯示了更高的值。


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  以(yi)表(biao)面的(de)顯(xian)色(se)面積(ji)率(WA)為基準(zhun),用RN=3(2-logWA)表(biao)示)此(ci)后(hou),矢澤(ze)等(1994年)(1995年)通過(guo)試驗表(biao)明(ming),高(gao)鉻不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐蝕性隨著點腐(fu)蝕指數(鐵(tie)素體系:Cr+3.3Mo;奧氏(shi)體系:Cr+3.3Mo+16N)的(de)增(zeng)加會有所提高(gao),但點腐(fu)蝕指數值(zhi)相同的(de)情況下,鐵(tie)素體系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)比雙相和奧氏(shi)體系不(bu)銹(xiu)鋼(gang)生銹(xiu)少,而(er)且光澤(ze)的(de)保持情況很好。


2. 其(qi)他元素對不銹鋼耐蝕性(xing)能(neng)的影(ying)響


  雖然(ran)關(guan)于(yu)其他元素(su)對耐(nai)大(da)(da)氣腐(fu)蝕(shi)性的影響并沒有(you)進行太多的探討,但(dan)在日本國(guo)內(nei),隨著含Cu-Nb的18Cr鐵(tie)素(su)體系不銹鋼的開發,對銅(tong)對鐵(tie)素(su)體系不銹鋼的耐(nai)大(da)(da)氣腐(fu)蝕(shi)性的影響特別(bie)引(yin)人注(zhu)目。


  山(shan)本等人(ren)(1982年),研究了(le)銅(tong)元素(su)對19Cr-0.5Cu-Nb鋼耐(nai)銹(xiu)性的(de)影響(xiang)。即使添加Cu,生(sheng)銹(xiu)點也不會變大(da),只是(shi)一(yi)部分(fen)有所(suo)停止;而且Cu有利于鈍態的(de)穩(wen)定(ding)化(hua),所(suo)以不僅在受氯離子影響(xiang)很強的(de)沿海地(di)區,而且在工(gong)業地(di)帶的(de)二氧化(hua)硫環境當中,也具(ju)有一(yi)定(ding)的(de)耐(nai)銹(xiu)性。


  另一方面(mian),伊藤(teng)等(deng)人(1983年)調查了(le)(le)影(ying)響海洋性(xing)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)耐大(da)氣(qi)腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)系不銹鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)Cr含量(2%~20%)和19Cr-0.4Nb-0.5Cu鋼(gang)BA材料的(de)(de)(de)Si(0.3%~0.6%)所(suo)產(chan)生的(de)(de)(de)影(ying)響。若(ruo)Cr含量增加(jia),其耐大(da)氣(qi)腐蝕(shi)性(xing)也(ye)會增強;而且當(dang)BA材料的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)硅的(de)(de)(de)濃(nong)度較大(da)時,銹難以(yi)向兩(liang)邊擴展,證(zheng)明了(le)(le)耐銹性(xing)很好。樽谷等(deng)(1991年)也(ye)證(zheng)明了(le)(le)他(ta)們開發的(de)(de)(de)汽(qi)車(che)鑄模用(yong)的(de)(de)(de)17Cr-0.4Nb-0.4Cu鋼(gang)的(de)(de)(de)BA材料,其中(zhong)硅在表(biao)面(mian)濃(nong)縮成二氧化硫,這說明提高了(le)(le)耐大(da)氣(qi)腐蝕(shi)性(xing)。此外,山本等(deng)(1986年),以(yi)19Cr-0.5Cu-0.4Nb鋼(gang)的(de)(de)(de)耐銹性(xing)好為理由(you),如(ru)果該鋼(gang)產(chan)生一點腐蝕(shi),由(you)于含有銅,其腐蝕(shi)部分也(ye)會立即促進陰極反應,產(chan)生再鈍態化。


  矢澤等(deng)(1990年)通過曝(pu)露試驗(yan)和(he)(he)(he)(he)試驗(yan)室(shi)促(cu)(cu)進試驗(yan),研究了(le)影響鐵(tie)素(su)體系不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐(nai)(nai)大氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性的(de)C、N、Cr(11%~24%)、Mo(0%~1.2%)、Cu(0%~0.8%)、Nb和(he)(he)(he)(he)Ti所(suo)產(chan)生的(de)影響。Cr提高了(le)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)(nai)大氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性,但含有24%的(de)話(hua),仍不(bu)(bu)(bu)能充分防止(zhi)紅銹(xiu)的(de)產(chan)生;Mo和(he)(he)(he)(he)Cu對(dui)于(yu)改(gai)善(shan)(shan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)(nai)大氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性很有效,特別是兩元(yuan)素(su)的(de)復合添(tian)加效果(guo)明顯(xian);Nb和(he)(he)(he)(he)Ti也顯(xian)示(shi)了(le)其對(dui)耐(nai)(nai)蝕(shi)性有一(yi)定(ding)的(de)改(gai)善(shan)(shan)效果(guo),但其程度與Cr、Mo、Cu相比較小。小林等(deng)(1991年)通過試驗(yan)室(shi)促(cu)(cu)進試驗(yan)和(he)(he)(he)(he)對(dui)點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)的(de)測定(ding),研究了(le)Ni、Cr、Mo、Cu、Nb、Ti元(yuan)素(su)對(dui)鐵(tie)素(su)體系不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐(nai)(nai)銹(xiu)性所(suo)產(chan)生的(de)影響,其中Cu的(de)效果(guo)非常明顯(xian),通過對(dui)點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)的(de)測定(ding)得知(zhi)其與其他元(yuan)素(su)不(bu)(bu)(bu)同,有預想不(bu)(bu)(bu)到的(de)耐(nai)(nai)銹(xiu)性改(gai)善(shan)(shan)效果(guo)。


  如上所(suo)述(shu),特別是(shi)(shi)對于鐵素體系(xi)不銹鋼(gang),銅(tong)元(yuan)素當初(chu)是(shi)(shi)為(wei)了(le)提高耐大氣腐蝕性替代鉬而(er)添加的(de),但證實了(le)銅(tong)的(de)耐蝕性效果非常大。