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耐腐蝕
2016-02-24
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耐腐蝕合金



? 金屬抗腐蝕材料,相對非金屬耐腐蝕材料而言,金屬抗腐蝕材料主要有鐵基合金(耐腐蝕不銹鋼);鎳基合金(Ni-Cr合金,Ni-Cr-Mo合金,Ni-Cu合金等);活性金屬。



1、分類


耐腐蝕不銹鋼



? 主要是指普通的耐大氣或海水等腐蝕的300系列不銹鋼304,316L,317L等;較強抗腐蝕能力的奧氏體不銹鋼904L,254SMO;雙相鋼2205,2507等;含Cu的耐腐蝕合金20合金等;



鎳基耐蝕合金



? 主要是哈氏合金以及Ni-Cu合金等,由于金屬Ni本身是面心立方結構,晶體學上的穩定性使得它能夠比Fe能夠容納更多的合金元素,如Cr,Mo等,從而達到抵抗各種環境的能力;同時鎳本身就具有一定的抗腐蝕能力,尤其是抗氯離子引起的應力腐蝕能力。在強還原性腐蝕環境,復雜的混合酸環境,含有鹵素離子的溶液中,以哈氏合金為代表的鎳基耐蝕合金相對鐵基的不銹鋼具有**的優勢。



活性金屬



? 也具有很好的抗腐蝕能力,典型代表是Ti;Zr;Ta等;其中*典型的代表是Ti;鈦材有著廣泛的應用,主要用在一些不銹鋼無法適應的腐蝕環境。鈦材耐腐蝕原理:在氧化性氣氛中,形成致密的氧化膜來提供保護;所以一般不能用于還原性較強或者密封性那個較高的腐蝕環境中(缺氧環境),與此同時,鈦材的應用溫度一般小于300攝氏度。特別要注意的是,活性金屬都不能用于含氟的環境。(如氫氟酸環境可以選用哈氏C2000,NiCu合金等)



2、條件


? 金屬材料在腐蝕性介質中所具有的抵抗介質侵蝕的能力,稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個條件之一。


? (1)熱力學穩定性高的金屬。通??捎闷錁藴孰姌O電勢來判斷,其數值較正者穩定性較高;較負者則穩定性較低。耐蝕性好的貴金屬,如Pt、Au、Ag、Cu等就屬于這一類。


? (2)易于鈍化的金屬。不少金屬可在氧化性介質中形成具有保護作用的致密氧化膜,這種現象稱為鈍化。金屬中*容易鈍化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr、Al等。


? (3)表面能生成難溶的和保護性良好的腐蝕產物膜的金屬。這種情況只有在金屬處于特定的腐蝕介質中出現,例如,H2SO4溶液中的Pb和Al,H3PO4中的Fe,鹽酸溶液中的Mo以及大氣中的Zn等。



3、獲得方法


? 因此,工業上根據上述原理,采用合金化方法獲得一系列耐蝕合金。一般也有相應的三種方法。


? (1)提高金屬或合金的熱力學穩定性,即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學穩定性高的合金元素,使形成固溶體以及提高合金的電極電勢,增強耐蝕性。如Cu中加Au,Ni中加入Cu、Cr等,即屬此類。不過這種大量加入貴金屬的辦法,在工業結構材料的應用是有限的。


? (2)加入易鈍化合金元素,如Cr、Ni、Mo等,可提高基體金屬的耐蝕性。鋼中加入適量的Cr,即可制得鉻系不銹鋼。實驗證明,在不銹鋼中,含Cr量一般應大于13%時才能起抗蝕作用,Cr含量越高,其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介質中有很好的抗蝕性,但在非氧化性介質如衡硫酸和鹽酸中,耐蝕性較差。這是因為非氧化性酸不易使合金生成氧化膜,同時對氧化膜還有溶解作用。


? (3)加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產物保護膜的合金元素,是制取耐蝕合金的又一途徑。例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結構致密的化合物羥基氧化鐵(FeOx·(OH)3-2x)的保護作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進這種保護膜的生成,由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大氣腐蝕的低合金鋼。


金屬腐蝕是工業上危害**的自發過程,因此耐蝕合金的開發與應用,有重大的社會意義和經濟價值。



4、耐蝕合**號



? 耐蝕合金國內牌號包括:NS111,NS112,NS113,NS131,NS141,NS142,NS143,NS311,NS314,NS315,NS321,NS322,


NS331,NS332,NS333,NS334,NS335,NS336,NS334,NS341,NS411等。


耐蝕合金國外牌號包括:Incoloy800,Incoloy 800H,Incoloy825,Inconel600,Inconel 690 ,Inconel 625,hastelloyB,


hastelloyB2,hastelloyC,hastelloyC-4等;


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