1. 鉻、鉬等元素對鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼耐蝕性能(neng)的影響
岡田等(1973年)通過氯化鐵浸泡試驗和陽極極化試驗,檢測了Cr(20%~30%)、Mo(0%~4%)及Nb(0%~2%)對鐵素體不銹鋼耐點(dian)腐蝕性的影響,結果顯示耐點腐蝕性主要由鉻和鉬的含量決定,當鉻含量為25%以上時,鐵的鈍化特性明顯得到改善。由此,岡田研制開發了25 Cr-3Mo-0.7Nb-0.03C鋼。為了進一步增強該不銹鋼的韌性,他們使鋼中的鎳元素增至8%,這樣之后耐點腐蝕能力反而下降,這是因為鐵素體單相變成了雙相的緣故。另外,小川等(1978年)通過AES、XPS發現,鋼鐵中的鉻含量越多,鈍化膜中的鉻比例越大,從而鈍化膜更穩定,這正是高鉻鋼擁有良好的耐點腐蝕能力的原因所在。
宮川等(1975年)[41]使(shi)用25℃、5%NaCl溶液,檢測了Mo(0.5%~5%)、Mn(0%~3%)、S(0%~0.095%)如何影響(xiang)18Cr鋼(gang)在食鹽水(shui)中的(de)點(dian)(dian)腐蝕電位,結果表明鉬(mu)含量(liang)(liang)增加(jia)后,點(dian)(dian)腐蝕電位升(sheng)高(即耐點(dian)(dian)腐蝕能力(li)增強);錳含量(liang)(liang)在1%以上時點(dian)(dian)腐蝕電位不受影響(xiang),1%以下時含量(liang)(liang)越(yue)少,點(dian)(dian)腐蝕電位越(yue)高;硫含量(liang)(liang)越(yue)多,點(dian)(dian)腐蝕電位越(yue)低。
久松等(1976年)采用再(zai)鈍化電位(縫(feng)隙內溶解反(fan)應(ying)完全停止后,再(zai)度發生鈍化的(de)電位)此為衡量縫(feng)隙腐蝕安(an)全性的(de)標準,研究了鉬(mu)含量對25%Cr鋼的(de)影響,表明鉬(mu)具有防止縫(feng)隙腐蝕的(de)效果(guo)。
還有,辻(1976年)等(deng)分析了Cr(16.9%~19.0%)、Mo(0%~3%)及(ji)(ji)各種微量元素的(de)(de)含(han)量對5%FeCl3+0.05 mol/dm3HCl溶液中(zhong)的(de)(de)18Cr-Mo系鋼點(dian)腐(fu)蝕的(de)(de)影響(xiang),其中(zhong)對耐點(dian)腐(fu)蝕性影響(xiang)較大的(de)(de)鉻(ge)及(ji)(ji)鉬的(de)(de)影響(xiang)如下式所示。
30℃時的腐蝕(shi)度=35.25-1.53(%Cr)-1.65(%Mo),g/(㎡·h)
50℃時的(de)腐蝕度=43.60-1.24(%Cr)-2.55(%Mo),g/(㎡·h)
由此可知,鉬的(de)(de)影(ying)響(xiang)效果是(shi)鉻的(de)(de)1~2倍。另(ling)外,它(ta)還表明了(le)含有Cr、Mo組合成分的(de)(de)鋼19Cr-2Mo和(he)18Cr-3Mo都(dou)具有比(bi)SUS304更(geng)強的(de)(de)耐點腐(fu)蝕性,而Si、Mn、Ni、Cu、P、S對點腐(fu)蝕的(de)(de)影(ying)響(xiang)都(dou)很小。
另外,岡(gang)田等(1987年)[44]使用54種不銹鋼(gang)(gang),測定了它們在(zai)80℃、5%NaCl溶液(ye)中的縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕的臨界(jie)電位,即縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕再(zai)鈍(dun)(dun)(dun)化電位,然(ran)后經過重(zhong)回歸分析,更加(jia)明確了合金元素對縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕的影(ying)響,其中Mo、Ni元素使鐵素體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(15種)的縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕再(zai)鈍(dun)(dun)(dun)化電位升高(gao)。另外,還在(zai)25℃的12%NaCl溶液(ye)中測定了衡量耐縫(feng)(feng)(feng)隙腐(fu)蝕能力的去(qu)鈍(dun)(dun)(dun)化pH值[45](pHa depassivation pH,由于金屬離(li)子(zi)的加(jia)水分解(jie),縫(feng)(feng)(feng)隙內(nei)的pH值下降,活(huo)性(xing)溶解(jie)開(kai)始(shi)的pH值),鐵素體(ti)的脫離(li)鈍(dun)(dun)(dun)化pH值如(ru)下式所示(shi),Mo、Ni的影(ying)響同樣(yang)存在(zai)。
pHd=-0.157 log(%Ni)-0.460(%Mo)+1.15
2. 鈦(tai)、鈮、鋯元素(su)對鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼耐蝕性能(neng)的(de)影(ying)響
與(yu)Cr、Mo不(bu)同(tong),為(wei)防止鐵(tie)素(su)體不(bu)銹鋼發生晶間腐蝕(shi)(shi)而添(tian)加的Ti、Nb、Zr等元(yuan)素(su),是通過(guo)固定C、N來(lai)改(gai)善耐點腐蝕(shi)(shi)性和耐縫隙腐蝕(shi)(shi)性的,另外Ti還擁有其他功效(xiao)。
首(shou)先,小(xiao)林等(deng)(1973年(nian))研究了(le)V、Ti、Zr的(de)(de)添(tian)加(jia)對17Cr、17Cr-2Mo、25Cr、25Cr-1Mo鋼耐點(dian)(dian)(dian)腐蝕性(xing)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),結果表明(ming)Ti、Zr通(tong)過固定C、N來抑制鉻的(de)(de)碳化物(wu)或氮化物(wu)的(de)(de)生(sheng)成,由此(ci)來影(ying)響(xiang)(xiang)鋼的(de)(de)耐點(dian)(dian)(dian)腐蝕性(xing)。而且他們(men)還在試(shi)驗中證明(ming)了(le)釩對耐點(dian)(dian)(dian)腐蝕的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)雖然與(yu)C、N的(de)(de)固定無關,但釩的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)程度比(bi)鉬要小(xiao)。
另外,門等(1976年)證明(ming)了(le)在17Cr系鋼(gang)中添(tian)加(jia)鈦后(hou),其(qi)耐點(dian)腐(fu)(fu)蝕性(耐銹性)增強,尤其(qi)是未(wei)與C、N結合的(de)(de)(de)固(gu)溶(rong)Ti的(de)(de)(de)含量達(da)到0.2%以上時,容易引(yin)發腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)MnS消(xiao)失,并變為TiS.山本(ben)等(1976年)針對(dui)C、N影(ying)響大大減少的(de)(de)(de)超低C、N13Cr鋼(gang)所做(zuo)試驗表(biao)明(ming),添(tian)加(jia)0.3%的(de)(de)(de)Ti后(hou),鈍化(hua)膜會更加(jia)穩(wen)定,因此固(gu)溶(rong)Ti能有效防止腐(fu)(fu)蝕。
足立等(deng)(1978年)也(ye)(ye)對17Cr鋼(gang)(gang)進行(xing)了(le)系(xi)統性(xing)的(de)(de)研究,結(jie)果發現鈦(tai)或(huo)鈮的(de)(de)添(tian)加(jia)能提(ti)高(gao)17Cr鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)(nai)點腐蝕(shi)性(xing),這(zhe)一效果能通過這(zhe)些元素(su)與C+N總量的(de)(de)比例來表示,而(er)添(tian)加(jia)了(le)Ti元素(su)的(de)(de)鋼(gang)(gang)材(cai)耐(nai)(nai)點腐蝕(shi)能力更強。這(zhe)是因為添(tian)加(jia)了(le)鈮元素(su)的(de)(de)鋼(gang)(gang)材(cai)中(zhong)含(han)有(you)MnS,而(er)鈦(tai)促(cu)使了(le)硫化物的(de)(de)生成,這(zhe)使容易引發腐蝕(shi)的(de)(de)MnS消(xiao)失。而(er)且鈦(tai)也(ye)(ye)有(you)抑(yi)制(zhi)蝕(shi)孔內活性(xing)溶(rong)解的(de)(de)作用。另外,中(zhong)田等(deng)(1979年)也(ye)(ye)認為在17Cr-Ti鋼(gang)(gang)中(zhong),主要原(yuan)材(cai)料和(he)介(jie)質的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)也(ye)(ye)隨著鈦(tai)含(han)量的(de)(de)增多而(er)提(ti)高(gao),固溶(rong)鈦(tai)改善了(le)耐(nai)(nai)銹性(xing)。
并且,根據足(zu)立等(1978年)的研究,在耐蝕性更好的18Cr-2Mo中添加鈦和鈮后(hou),鈦和鈮的差別顯(xian)示不出(chu)來。

