對(duì)不銹鋼的耐腐蝕機(jī)制與耐腐蝕性的了解
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模具材料出廠狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項(xiàng)
不銹鋼的耐腐蝕機(jī)制
不銹鋼的不銹性和耐腐蝕性是指其對(duì)遭受周?chē)h(huán)境腐蝕的抵抗能力,或者說(shuō)其對(duì)腐蝕產(chǎn)生的遲鈍程度,簡(jiǎn)稱(chēng)鈍化。關(guān)于不銹鋼鈍化現(xiàn)象的解釋有很多理論,比如,從化學(xué)理論解釋?zhuān)J(rèn)為不銹鋼所以耐腐蝕,是因?yàn)槠湓谂c介質(zhì)作用時(shí),表面會(huì)有一層以Cr2O3:為主的薄膜,即鈍化膜,這層膜的特點(diǎn)是很薄,在鉻含量大于10.5%的條件下,一般只有幾微米;這個(gè)膜的比重大于金屬基體比重,說(shuō)明膜很致密,因此,這層膜很難被腐蝕介質(zhì)擊穿,從而有效地保護(hù)金屬基體不被腐蝕。再比如電子理論說(shuō),認(rèn)為金屬的鈍性狀態(tài)與未填滿(mǎn)的電子層有關(guān),在鐵鉻合金的不銹鋼中,由于鉻力求吸收電子,使鐵(Fe)原子失去電子而被鈍化了。還有的學(xué)者認(rèn)為,當(dāng)鐵鉻合金固溶體中的含鉻量達(dá)到1/8(即12.5%)時(shí),其電極電位可由—o.56v躍增至+o.2v,這個(gè)電極電位的提高,使金屬在電解液中更穩(wěn)定了,即不易被腐蝕了。
上述理論都是以鉻的作用為依托的。實(shí)際上,由于材料所處環(huán)境的多樣件、復(fù)雜性,在某些條件下還需添加其他合金元素,以提高和鞏固材料的耐腐蝕性,如加入鉬(Mo)元素,會(huì)使腐蝕產(chǎn)物MoO2-靠近基體而促進(jìn)基體鈍化;加入銅(cu)元素,使不銹鋼表面鈍化膜中含有cuo,其與腐蝕介質(zhì)不發(fā)生作用,從而提高材料的耐腐蝕性;加入氨(N)元素,會(huì)因鈍化膜中富集Cr2N,使鈍化膜中的鉻濃度提高,而提高材料的耐腐蝕性。
需要指出的是,不銹鋼的耐腐蝕性是有條件的。介質(zhì)種類(lèi)、濃度、溫度、壓力、流速等各方面因素的差異對(duì)不銹鋼產(chǎn)生的腐蝕效果是不同的,所以,不銹鋼的不銹是相對(duì)的,不是絕對(duì)的、萬(wàn)能的。這一點(diǎn)務(wù)必引起我們的注意。
不銹鋼耐腐蝕度
所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng),在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化,使銹蝕不斷擴(kuò)大,終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬(例如,鋅,鎳和鉻)進(jìn)行電鍍來(lái)保證碳鋼表面,但是,正如人們所知道的那樣,這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞,下面的鋼便開(kāi)始銹蝕。不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻,但是因?yàn)殂t是鋼的組成部分之一,所以保護(hù)方法不盡相同。在鉻的添加量達(dá)到10.5%時(shí),鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加,但鉻含量更高時(shí),盡管仍可提高耐腐蝕性,但不明顯。原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí),把表面氧化物的類(lèi)型改變成了類(lèi)似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表面,防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄,透過(guò)它可以看到鋼表面的自然光澤,使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且,如果損壞了表層,所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng)進(jìn)行自我修理,重新形成這種"鈍化膜",繼續(xù)起保護(hù)作用。因此,所有的不銹鋼都具有一種共同的特性,即鉻含量均在10.5%以上。
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