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标题: 关于不锈钢和碳钢接触问题 [打印本页]
作者: zw19702001    时间: 2011-2-15 19:20
标题: 关于不锈钢和碳钢接触问题
一直不清楚不锈钢和碳钢不能接触的原因。
) V" T0 `1 l9 r3 Z查阅了网友，关于不锈钢和碳钢不能接触（或者说应该分开存放）的原因分析，主要认为是 渗碳和电偶腐蚀 引起不锈钢破坏。对此解释，有点异议：9 A* g% K1 G+ e, e) f+ }
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渗碳：: X. [1 w( I& W" M* U- s
碳在碳钢中，通常以间隙溶质的形式固溶在铁素体中和以渗碳体形式存在。不锈钢和碳钢接触或挤压，难道碳钢中的碳就能游离出来，脱离F和C，经过不锈钢的钝化膜进入不锈钢，形成渗碳？尽管不锈钢和碳钢间存在碳的浓度差，但常温下，这种碳是没有扩散能力的。渗碳之说视乎有点牵强。
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电偶腐蚀：
& G1 b! m: _* E1 C# l不锈钢和碳钢存在电位差，在有 电解质 的情况下会发生电偶腐蚀，但此时破坏的应是碳钢而不应该是不锈钢。正常储存条件下，空气的湿度是有规定的，即使不锈钢和碳钢接触，但由于没有电介质，个人感觉也不应该发生电偶腐蚀。
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7 Y9 o5 D( T1 J3 O0 t5 Chttp://www.3dportal.cn/discuz/viewthread.php?tid=893823&highlight=%B2%BB%D0%E2%B8%D6%2B%CC%BC%B8%D6
- c- z  b5 `  B& O2 }, B照片上的锈迹是否应为碳钢本身的腐蚀产物，而非不锈钢的腐蚀产物？7 O! x/ n& T# U3 c' I
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很多压力容器是碳钢基体内层堆焊奥氏体钢，使用良好，这也似乎说明碳钢和不锈钢接触是没问题。不过我想，相关标准上既然规定不锈钢和碳钢应分开储存，这除了方便管理、避免错用材料，应有其原因，渴望找到！！！
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作者: qilupzh    时间: 2011-2-15 20:54
看看这应该对你有帮助7 L/ ^4 z& e% J+ s+ ]/ t. C* J
2.2  电化学腐蚀
' q" Q+ [' b, N. ]' n6 S8 P9 }2.2.1 碳钢污染：与碳钢件接触造成的划伤与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。
! Y: }! @; s" Y- \7 {" X6 @2.2.2 切割：割渣、飞溅等易生锈物质的附着与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐。+ b7 Z: l0 m: p4 T3 a
2.2.3 烤校：火焰加热区域的成份与金相组织发生变化而不均匀，与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。, |' C6 T; D) J7 I
2.2.4 焊接：焊接区域的物理缺陷（咬边、气孔、裂纹、未熔合、未焊透等）和化学缺陷（晶粒粗大、晶界贫铬、偏析等）与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。
+ B) @6 t* s9 |# F$ C# b& u: e2.2.5 材质：不锈钢材质的化学缺陷（成份不均匀、S、P杂质等）和表面物理缺陷（疏松、砂眼、裂纹等）有利于与腐蚀介质形成原电池而产生电化学腐蚀。* z: c3 K7 W1 h0 b5 l2 z
2.2.6 钝化：酸洗钝化效果不好造成不锈钢表面钝化膜不均匀或较薄，易于形成电化学腐蚀。! p" H" G4 T. b( K4 k) H% ]
2.2.7 清洗：存留的酸洗钝化残液与不锈钢发生化学腐蚀的生成物与不锈钢件形成电化学腐蚀。3 J( G  V) w: l) ^
2.3  应力集中易于造成应力腐蚀。* ~& h2 t& B! Y& ^
总之，不锈钢由于其特殊的金相组织和表面钝化膜，使得它在一般情况下较难与介质发生化学反应而被腐蚀，但并不是在任何条件下都不能被腐蚀。在腐蚀介质和诱因（如划伤、飞溅、割渣等）存在的条件下，不锈钢也能与腐蚀介质发生缓慢的化学和电化学反应被腐蚀，而且在一定条件下的腐蚀速度相当快而产生锈蚀现象，尤其是点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢件的腐蚀机理主要为电化学腐蚀。
作者: gaoyns    时间: 2011-2-19 12:22
不锈钢和碳钢长期接触会发生腐蚀，其原因是：
% R: Q* p0 l7 {+ N  X0 c1  不同材质相互接触会产生电腐蚀,因为不锈钢是因为含有元素Cr才具有较好的抗腐蚀性能,而碳钢的含碳量较高,当与碳钢中的C元素接触后,会与Cr形成CrC化合物,使不锈钢的抗腐蚀性能大大降低.尤其是长时间的接触更不可取.所以不同材质要进行隔离.) M! ?* p$ p3 b# h, S; }8 f; |* l
2  如果在室外,雨水会使二者间发生电化学反映,不锈钢产生晶间腐蚀. + e! ^8 a$ G' q; L& \: G
3  主要问题还是不同材质之间焊接破坏了原来材料中的元素比,如果碳钢和不锈钢罐体之间焊接,（不锈钢管道也不允许直接与碳钢接触，焊接可以！）最好要有一个缓冲带做一个不锈钢垫铁,先让碳钢与不锈钢焊接,然后将不锈钢垫铁与不锈钢罐体焊接,防止了c分子对不锈钢板的渗透.这在具有腐蚀性的化工生产中尤其要注意的。
/ [$ R7 l6 H: W9 O9 A1 z# R& {4  不同材质的使用主要注意他们之间接触作用，体现在化学作用和电化学作用两方面： 化学作用方面不锈钢中主要含有铬、镍等元素。而碳钢中主要成分为C，C是4价元素，具有两性，当遇到失去电子能力较强的过渡金属和稀有金属时生成碳化物。自然界中碳化物相当普遍，可以说80％的其它元素都可以与其反应。而且普通碳钢中P、S等氧化性元素也远远多于不锈钢，所以二者接触会发生典型的氧化作用，加速腐蚀！在该种腐蚀产生后会马上发生严重的有氧参与的氧化腐蚀，使反应加速。 电化学作用：由于碳是废金属作用，其电势较低；而Cr、Ni等元素电势较高，这样二者接触或有导电介质相连的情况下将会组成原电池，发生电化学作用，产生腐蚀. 在这两种腐蚀中，应当电化学腐蚀是诱因和主因，但在后期，腐蚀面加大时，化学腐蚀会占据主导作用。
作者: amaple2010    时间: 2011-2-21 01:41
关于不锈钢和碳钢之间的接触问题，主要是避免电偶腐蚀发生，渗碳则不可能发生，固态金属结构之间的元素相互渗透（或者说扩散）即不存在物理途径，在热力学原理上也不成立。
) ~( M3 C% y1 U   至于电偶腐蚀，不同的金属材料存在自然电位的差异，当这种差异达到一定数值时，如果外部有电解质存在，不同金属之间的接触就会产生电子转移，也就是电流流动，而这种电子转移就伴随着金属的腐蚀。至于发生腐蚀是那种金属材料，取决于金属的电位序，也就是自然电位的高低，例如铜与金属锌之间，锌的自然电位比铜低，锌发生腐蚀。常用的干电池就是利用了这种原理，不过是用石墨代替了铜。: g, ]0 |5 L" ?
   不锈钢和碳钢之间，电位差异明显，如果相互接触而且外部有水或者其他导电的介质存在，则腐蚀就会发生，通常环境中是碳钢发生腐蚀，但是，如果是在含氯离子（如海水）的环境下，则碳钢腐蚀很轻微，不锈钢则会发生点蚀，这是因为不锈钢表面的氧化层保护膜在穿透性很强的氯离子作用下会很快被破坏，局部电偶腐蚀就会发生，但碳钢就不会有点蚀发生。
作者: zw19702001    时间: 2011-2-21 13:26
一个前提条件需要明确，讨论的是储存条件下碳钢和不锈钢接触及其引发的后续问题。这种储存条件应该是空气环境、湿度较小（即认为不存在结露产生的液态电解质）。! f1 T& M7 g2 ~' D. E4 [5 w/ M
在此条件下，可以考虑材料表面机械划伤或者纯化学反应（不考虑电化学反应）；不锈钢表面发生擦伤，Cr和氧接触会快速形成钝化膜，阻断反应；部分碳钢可能遗留于不锈钢表面。以常用的20号钢退火态为例，常温组织为铁素体F+珠光体P（珠光体为铁素体+渗碳体（Fe3C）），铁素体的含碳量很低，大部分碳是以Fe3C形式存在；不锈钢表面的Cr是以氧化态存在；储存条件下，Fe3C分解成C同氧化态的Cr或穿过氧化态的C，同晶粒内的Cr发生化学作用，似乎不太可能（即便是纯石墨和不锈钢接触也不应该会发生这种问题。譬如大量使用的缠绕垫片304+柔性石墨）。
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- i5 ?* A! T+ f  l. V" e沾染了碳钢组织的不锈钢在电介质中的情况。例如海水，晶间腐蚀机理通常是晶界贫铬，点蚀、缝隙腐蚀的机理是氯离子+自催化环境。不锈钢的成分、状态和所处环境是产生这些腐蚀的本源，这与是否沾染了碳钢组织似乎没有太多联系。海水中，碳钢组织的电位比不锈钢低，这更倾向于保护不锈钢（相当于牺牲阳极），碳钢没有钝化膜，在海水中是全面的均匀腐蚀，不会发生点蚀；不锈钢则是局部腐蚀。



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