不锈钢板金属的腐蚀过程

在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀基本上有两种形式。化学腐蚀和电化学腐蚀。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀，化学腐蚀中不产生电流，巨在腐蚀过程中形成某种腐蚀产物。这种腐蚀产物一般都覆盖在金属表面上形成一层膜，使金属与介质隔离开来。

如果这层化学生成物是稳定、致密、完整并同金属表层牢固结合的，则将大大减轻甚至可以防止腐蚀的进一步发展，对金属起保护作用。形成保护膜的过程称为钝化。例如，生成SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜，这些氧化膜结构致密、完整、无疏松、无裂纹且不易剥落，可起到保护基体金属、避免继续氧化的作用。例如铁在高温氧化时生成的Fe2O3。反之，有些氧化膜是不连续的，或者是多孔状的。对基体金属没有保护作用。例如。有些金属的氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性，完全没有覆盖基体的保护作用。

可见，氧化膜的产生及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。因此，提高金属耐化学腐蚀的能力，主要是通过合金化或其它方法，在金属表面形成一层稳定的、完整致密的并与基体结合牢固的氧化膜，也称为钝化膜，电化学腐蚀是金属腐蚀更重要的、更普遍的形式，它是由不同的金属或金属的不同电极电位而构成原电池所产生的。

这种原电池腐蚀是在显微组织之间产生的故又称之为微电池腐蚀。电化学腐蚀的特点是有电介质存在，不同金属之间、金属微区之间或相之间有电位差异连通或接触，同时有腐蚀电流产生。

不锈钢板中各种元素的作用
不锈钢板中常见元素及作用 ，五大元素：C、Mn、S、P、Si（必须要求）。其他元素：V、Cr、Ni、Ti、Cu 等（根据钢种）。存在原因： ①工艺限制：S、P无法完全脱除；②原料残余：废钢残余Cu、Zn；③改善性能：Mn提高强度 Al细化晶粒。
碳（C）：增加不锈钢板的硬度，提高抗磨损能力、抗变形能力和抗张强度，是强烈的奥氏体形成元素，但会使不锈钢板对晶间腐蚀、点蚀敏感性急剧上升，因此要根据需求控制碳含量；
铬（Cr）：增加不锈钢板的硬度，抗张强度、抗磨损能力，形成Cr2O3钝化膜提高不锈钢板的耐腐蚀能力；铁素体的形成元素；
镍（Ni）：增加不锈钢板的强度、硬度、韧性、可焊接性能和抗腐蚀能力，增加对氧化性酸和中性氯化物溶液的耐蚀性，但对高温含硫气体不耐腐蚀，奥氏体的形成元素；
钼（Mo）：增加不锈钢板的强度、硬度、可淬性、韧性和 改善机械加工性，可稳定和致密钝化膜，提高不锈钢板的抗腐蚀能力，用于耐硫酸腐蚀一般不用于耐硝酸腐蚀；
氮（N）：提高不锈钢板的强度、低温韧性和焊接性能，增加不锈钢板的时效敏感性。
钛（Ti）：增加不锈钢板的抗晶间腐蚀能力，但形成的碳化钛对不锈钢表面质量有不利影响；
铌（Nb）：增加不锈钢板种铁素体的形成，细化晶粒增强高温蠕变性能、耐晶间腐蚀性能和抗菌性能，稳定碳元素提高不锈钢板的表面质量
钴（Co）：增加不锈钢板的硬度和力度，使之可以承受高温淬火，在更复杂的合金中用来加强其他元素的某些个体特性；
锰（Mn）：增加不锈钢板的可淬性，抗磨损能力和抗张强度，良好的脱氧剂和脱硫剂，大量加入时可增加不锈钢的硬度，但脆性也相应提高，抗腐蚀能力和焊接性能降低；
硅（Si）：增加不锈钢板弹性极限、屈服点、抗拉强度、浓硝酸环境的良好耐蚀性、具有极高的导磁率，炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，含量增加会降低不锈钢板的可焊性；
铜（Cu）：增加不锈钢板的强度和韧性，抗大气腐蚀能力和抗磨损能力，抗菌性能，缺点是热加工时产生热脆性；
铝（Al）：少量铝可细化晶粒提高冲击韧性，提高不锈钢板的抗氧化性和抗腐蚀性能，显著提高钢的耐高温腐蚀性能和高温不起皮性能，但影响不锈钢板的热加工性能、焊接性能和切削加工性能；
磷（P）：在不锈钢板中一般作为有害元素，增加钢的冷脆性，是焊接性能变坏，塑性降低；
硫（S）：在不锈钢板中一般作为有害元素，使钢产生热脆性，降低延展性和韧性，但少量使用可改善机械加工性，易于切削，；
硼（B）改善不锈钢板的致密性和热轧性能，提高不锈钢板的强度；
钨（W）：增加不锈钢板的强度、硬度、韧性和耐磨性，可显著提高红硬性和热强性；
钒（V）：细化晶粒，增加不锈钢板的强度、硬度和抗震能力；
注：抗张强度是使测试片由原始横截面开始断裂的 负荷

不锈钢板按性能用途特点等分类
不锈钢板的性能特点和用途分类：耐硝酸不锈钢板、耐硫酸不锈钢板、耐点蚀不锈钢板、耐应力腐蚀不锈钢板、高强不锈钢板等。按钢板的功能特点分类：低温不锈钢板、无磁不锈钢板、易切削不锈钢板、超塑性不锈钢板等。现常用的分类方法是按钢板的组织结构特点和钢板的化学成分特点以及两者相结合的方法分类。一般分为马氏体不锈钢板、铁素体不锈钢板、奥氏体不锈钢板、双相不锈钢板和沉淀硬化型不锈钢板等或分为铬不锈钢板和镍不锈钢板两大类。用途很广典型用途:纸浆和造纸用设备热交换器、机械设备、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材等。

普通碳钢与大气中的氧，在金属表面形成氧化膜，然后继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，形成“千层糕”式的腐蚀物，直至烂穿。一般情况下不锈钢板具有良好的耐腐蚀性，不锈钢板的不锈性与钢中铬含量有关，钢中铬含量达到12%时，与大气接触，在不锈钢板表面产生了一层钝化膜（Cr2O3）它是致密的富铬氧化物，有效地保护着不锈钢表面，特别是能防止进一步再氧化。这种氧化膜极薄（只有几个微米），透过它可以看到不锈钢板表面的自然光泽。若表面钝化膜一旦被破坏，不锈钢板中的铬与大气中的氧重新生成钝化膜，继续起保护作用。但不锈钢板遇到的特殊环境，也会出现某些局部腐蚀，如点蚀（孔蚀）、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等，为克服这些腐蚀，在钢中分别加入钼、氮、钛、或铌等元素，并研制了低碳、超低碳、双相不锈钢板等新品种，提高不锈钢板的耐蚀性。

 

不锈钢板中加入合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的纯化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入CrSi.Al等合金元素，使钢的表层形成致密的Cr2O3SiO2Al2O3等氧化膜，就可提高钢的耐蚀性。

加入合金元素使钢在常温时能以单相状态存在，减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。如加入足够数量的Cr或Cr－Ni使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。

加入Mo、Cu等元素，提高抗腐蚀的能力。

加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶间腐蚀倾向。

加入Mn、N等元素，代替部分Ni获得单相奥氏体组织，同时能大大提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。

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