点腐蚀和晶间腐蚀形成机理以及如何预防

wangwp

点腐蚀和晶间腐蚀形成机理以及如何预防，请指教
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0 L3 _! p5 m5 L[ 本帖最后由 beyond1968 于 2007-4-27 17:02 编辑 ]

大家

晶间腐蚀是奥氏体不锈钢应用中的主要问题，按照贫铬理论，碳是造成晶间腐蚀敏感性的主要有害元素，不锈钢只有在敏化过程中才会在晶界析出碳化铬，造成晶间贫铬区，导致对晶间腐蚀敏感。但后来一方面发现不锈钢的晶间腐蚀不仅是贫铬所产生，还有其他原因，如因晶界析出金属间相使晶间受到腐蚀。另一方面化工设备的主体——压力容器壳体，一般用轧材经压力加工以及焊接成形，成形过程中经受热变形以及焊接的敏化温度作用，而且在制造后一般不能进行整体热处理，这就在材料的固有性质与设备的加工工艺之间形成了矛盾。为了解决这个问题，人们从两方面着手工作：一是不惜投入重金更新、改造炼钢设备，生产低碳和超低碳不锈钢；二是利用合金化原理，避免形成铬的碳化物。当工业技术、经济水平没有达到较为先进的程度时，只能优先采用第二种措施。Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe都是碳化物形成元素，形成碳化物的亲和力依次降低。综合比较之后，人们选择了Ti和Nb，即在形成铬的碳化物之前先形成钛或铌的碳化物。这样就保护了铬不受损失，基本解决了晶间腐蚀问题。

折桂使者

一、孔蚀的概念
3 V1 |+ X3 H* o0 x7 E& r8 {若金属的大部分表面不发生腐蚀（或腐蚀是很轻的），而只在局部地方出现腐蚀小孔并向纵深发展，这种现象称为小孔腐蚀，简称为孔蚀或点蚀。
5 t- c- b) F. y% S; |; I孔蚀时，虽然失重不大，但由于阳极面积很小，因而腐蚀速度很快，严重时会造成管壁穿孔，造成油、水、气泄漏，有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故。一般金属表面都可能产生孔蚀，镀有阴极保护层（Sn、Cu、Ni）的钢铁制品，如镀层不致密，则钢铁表面可能产生孔蚀。阳极缓蚀剂用量不足，则未得到缓蚀剂的部分成为阳极区，也将产生孔蚀。
" `$ j9 L) a6 d0 ]) V& b二、孔蚀机理
" I4 i$ u+ S: U- @3 x孔蚀发生时，一般有一个诱导期。这是由于处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动态平衡。当介质中含有活性阴离子（如氯离子）时，平衡受到破坏，溶解占优势，其原因是氯离子优先选择性地吸附在钝化膜上，把氧原子挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多数在20~30微米）。这些小孔坑被称为孔蚀核，也可理解为蚀坑生成的活性中心。
+ U' O4 m/ x5 @9 N3 Z1 _蚀核形成后，该特定点仍有再钝化的能力，若再钝化的阻力小，蚀核就不再长大，此时小蚀坑呈开放式。
7 ?7 u/ o& g, a从理论上讲，蚀核可在钝化金属的光滑表面上任何地点形成，随机分布，但当钝化膜局部有缺陷（金属表面有伤痕，露头位错等），内部有硫化物夹杂，晶界上有碳化物沉积等时，蚀核将在这些特定点上优先形成。
) |& U$ g$ f9 |* C3 E- b在大多数情况下，蚀核将继续长大。当孔蚀核长大到一定临界尺寸时（一般孔径大于30微米），金属表面出现宏观可见的蚀孔，蚀孔出现的特定点称为孔蚀源。
在外加阳极极化的条件下，介质中只要含有一定量的氯离子便可能使蚀核发展为蚀孔。在自然腐蚀的条件下，含氯离子的介质中有溶解氧或阴离子氧化剂（如FeCl3）时，亦能促使蚀核长大成蚀孔。氧化剂能促进阳极过程，使金属的腐蚀电位上升至孔蚀临界电位以上。

折桂使者

三、孔蚀的防护
  B/ v& f4 E: g1 V0 Z+ o5 i) T根据小孔腐蚀的理论，防止孔蚀的途径主要有：
: q5 e0 e6 d# ~8 h  r: e" y1选用和研制耐孔蚀合金，以提高设备的耐孔蚀性能。如在不锈钢中添加一定量的钼、氮、硅等合金元素的同时提高不锈钢中的铬含量，可获得抗孔蚀性能良好的钢种。实践表明，高铬量与高钼量配合的抗孔蚀性能效果显著。耐孔蚀不锈钢一般有三类，分别是铁素体不锈钢、铁素体—奥氏体双相钢以及奥氏体不锈钢。
2采用精炼方法除去不锈钢中的含硫、含碳杂质，可以大大提高钢的耐孔蚀性能。
% t  Y$ f5 e* Y5 A3 降低介质中卤素离子的含量，并使其浓度均匀。
4 对循环体系，可加入缓蚀剂。对缓蚀剂的要求是，增加钝化膜的稳定性或有利于受损的钝化膜得以再钝化。
5降低介质的温度和增加介质的流速，也可减缓孔蚀的发生。
6 用阳极保护法抑制孔蚀，把金属的极化电位控制在临界孔蚀电位Ebr以下。

azraelzlp

说得很全面啊，，，学了很多东西

皮皮虾

看了会话的答案很有启发，谢谢你们，长知识啊。。。。。。。。。

xiaopan83

可采用下列措施防止晶间腐蚀：
8 @1 C2 y# H/ r( U9 }!、重新固溶处理。例如把焊接件加热至1050～1100，然后淬火防止其再次沉积。焊接应快速进行，焊后应快冷，防止材料在敏
2 q+ N, V4 r6 ^" P  I/ m3 O% K化区停留。
. }* P5 ^1 Z3 E3 ?& w* L2、稳定化处理。炼钢时加入一些强碳化物形成元素，如钛和铌等。
3、采用超低碳不锈钢。但这种钢的冶炼成本较高。
4. 采用双相钢。奥氏体不锈钢易于加工，但易发生晶间腐蚀，铁素体钢具有良好的耐晶间腐蚀性，但加工性能差。若用奥氏体———铁素体双相钢，就可取长补短，解决晶间腐蚀问题，是目前抗晶间腐蚀的优良钢种。如2205、317L等就比较常用。

shengjw

这两本书对晶间腐蚀的讨论非常全面和有深度