耐堿腐蝕性能

 

 

 

 

雙相不銹鋼的高含鉻量和鐵素體相的存在使其在堿性介質中具有良好的性能。在中等溫度下，其腐蝕速度低于標準奧氏體不銹鋼的腐蝕速度。

 

 

 

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耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能

 

 

 

 

        為討論不銹鋼的耐點蝕和縫隙腐蝕的性能，引入臨界點蝕溫度這一概念是有用的。對于某一個氯化物環境，每個牌號的不銹鋼都可用一個溫度來描述其特征，高于此溫度則點蝕開始產生，并且24小時之內可發展到肉眼可見的程度。低于此溫度則不發生點蝕。這一溫度即所謂的臨界點蝕溫度（CPT）。它是對特定的不銹鋼牌號和特定環境的表征。由于點蝕的起始發生從統計學上看是隨機的，而且CPT對牌號或產品的微小變化敏感，因此，對于不同牌號的不銹鋼，其CPT通常以一個溫度范圍來表示。然而，采用ASTM G 1501標準介紹的研究方法，有可能通過電化學測量法來準確和可靠地測定CPT。雙相鋼管件,雙相鋼法蘭,溫州市中達閥門管件有限公司 www.fcamq.com

 

 

 

       縫隙腐蝕常常發生在接頭墊圈部位，沉積物的下面以及螺栓連接的縫隙處。縫隙腐蝕也有一個類似的臨界溫度。臨界縫隙腐蝕溫度（CCT）取決于不銹鋼試樣、氯化物環境和縫隙的特性（緊密度，長度等）。由于縫隙的幾何形狀以及實際中很難再現同樣縫隙的尺寸，CCT的測量數據要比CPT更分散。對于同樣的鋼種和腐蝕環境，CCT往往比CPT低15～20℃(27～36℉）。

 

 

 

        雙相不銹鋼的高鉻、鉬和氮含量使其在含水環境中具有非常好的耐氯離子局部腐蝕的性能。根據合金含量的不同，某些雙相不銹鋼牌號已躋身于性能好好的不銹鋼之列。由于雙相不銹鋼的鉻含量相對較高，所以具有高耐腐蝕性而且非常經濟。

 

 

 

 

 

        圖9給出了按照ASTM G 482（6% FeCl3）測定的固溶退火狀態下各種不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕性能的比較。材料焊接狀態下的臨界溫度要低一些。臨界點蝕或縫隙腐蝕溫度越高，則表明材料耐腐蝕起始發生的能力越高。2205不銹鋼的CPT和CCT都顯著高于316不銹鋼。這使2205鋼成為用途廣泛的材料，適用于因蒸發導致氯離子濃縮的環境，例如熱交換器的蒸汽空間或保溫層的下面。2205雙相鋼的CPT還表明它可用在堿水和脫氣鹽水中。它還成功地用于脫氣海水中，在這些應用中，通過高流速的海水或用其他方法使鋼的表面沒有沉積物。在苛刻的海水應用環境中，如薄壁熱交換器管，或表面有沉積物或有縫隙時，2205不銹鋼沒有足夠的耐縫隙腐蝕能力。然而，CCT高于2205的高合金化雙相不銹鋼如好雙相不銹鋼和特好雙相不銹鋼，已經用于許多既要求高強度又要求高耐氯離子腐蝕的苛刻海水條件。盡管好雙相不銹鋼在較低溫度的海水中不發生腐蝕，但其在高溫下的應用有一定的局限性。特好雙相不銹鋼更好的耐腐蝕性將雙相不銹鋼的應用擴展到強腐蝕性的氯離子環境如高溫熱帶的海水環境尤其是存在縫隙的場合。

 

 

 

 

 

圖9：非焊接態奧氏體不銹鋼（左）和固溶退火的雙相不銹鋼（右）的臨界點蝕和縫隙腐蝕溫度（按照ASTM G48 在6%的三氯化鐵溶液中測量）

 

 

 

因為CPT與材料和特定環境成函數關系，有可能對單一要素的影響進行研究。利用按照ASTM G 48 A法確定的CPT，采用回歸分析法得出鋼的成分（每種元素作為一個獨立變量）和測定的CPT（相關變量）的關系。結果顯示只有鉻、鉬、鎢和氮對CPT有穩定的影響。關系式如下：

 

CPT = 常數 + Cr + 3.3 (Mo + 0.5 W) + 16 N.

 

式中4個合金元素乘以各自的回歸常數之和通常被稱為耐點蝕當量值（PREN）。不同研究者給出的氮的系數不同，通常使用16，22和30[8]。可根據PRE值給某一鋼類的牌號排序，但要注意避免對這一關系式的過分依賴。式中合金元素為“獨立變量”，但實際并不真正獨立，因為試驗的鋼是平衡成分。這種關系不是線性或交叉關系，例如鉻和鉬的協同作用被忽略。此關系式假定材料的加工呈理想狀態，沒有考慮金屬間相、非金屬相以及不當的熱處理帶來的影響，熱處理不當會對耐蝕性帶來不利影響。