據(jù)介紹，六十五年前扫责，在英國哈里布雷利首先認(rèn)識(shí)到含鉻的鐵基合金具有優(yōu)良的耐腐蝕性转质，也是布雷利首先指出利用這種性能可以制造出“不生銹”的刀具霎奢。他企圖解決步槍槍管的腐蝕和生銹問題均抽，用鉻對(duì)鐵進(jìn)行合金化丧失，在金相工作中發(fā)現(xiàn)了這些鋼能耐侵蝕劑的腐蝕叛买。后來將這些Fe-Cr合金稱為“不銹鋼”砂代。

 

　　1什么是不銹鋼 ？

　　不銹鋼(Stainless steel)是Fe-Cr合金率挣，也就是在鐵中添加了一些合金元素刻伊，使之在空氣、蒸汽椒功、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸捶箱、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)中達(dá)到“不銹”的效果动漾。不銹鋼中的合金元素以鉻為主丁屎，除了鉻以外還添加了鎳、鉬和錳等合金元素旱眯。

　　不銹鋼按主要組織狀態(tài)分為馬氏體晨川、鐵素體证九、奧氏體3大類，其中以奧氏體不銹鋼應(yīng)用最廣泛共虑，占到總量的70%～80%愧怜。

　　鐵天生是不耐蝕的，純鐵是銀白色的妈拌，很容易生銹拥坛，鐵銹是褐色的，生銹以后鐵會(huì)失去其金屬光澤和美感尘分，這也是不銹鋼經(jīng)常作為廚具使用且深受歡迎的真正原因猜惋。

　　2不銹鋼為什么耐蝕？

　　不銹鋼并非完全不生銹培愁，在英文原文中著摔，不銹鋼一詞是Stainless steel，該詞已清楚地表達(dá)出不銹鋼只是腐蝕較輕而己竭钝，并非完全不會(huì)生銹腐蝕梨撞。

　　根據(jù)NACE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通常金屬的腐蝕速率小于0.01mm/年香罐，才被認(rèn)為是完全耐蝕的卧波，而小于0.1mm/年的只是耐蝕。事實(shí)上庇茫，不銹鋼防銹蝕是建構(gòu)在其成分中富含量(11.5% 以上) 的鉻合金(Cr)港粱，在鋼材的表面生成了致密堅(jiān)硬防銹蝕的氧化鉻（Cr2O3） 保護(hù)膜，阻礙了腐蝕促進(jìn)離子入侵而達(dá)到旦签。這就好比查坪，人練了金鐘罩鐵布衫抗擊打一樣。

　　氧化鉻膜層很致密宁炫，有的文獻(xiàn)中認(rèn)為它是一層半導(dǎo)體膜層偿曙，說明其導(dǎo)電性能差。在鐵合金發(fā)生腐蝕時(shí)羔巢，通常有水溶液參與望忆，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕的一大特點(diǎn)是腐蝕反應(yīng)的過程中伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移過程竿秆。在陽極反應(yīng)過程中启摄，金屬原子失去電子生成金屬正離子。在陰極反應(yīng)的過程中幽钢，氧氣等反應(yīng)物質(zhì)獲得電子形成陰離子歉备。這也就是說，陽極反應(yīng)中產(chǎn)生的電子通過界面?zhèn)魉徒o陰極反應(yīng)過程中的電子受體匪燕，氧化膜層導(dǎo)電性差有利于阻礙電荷的轉(zhuǎn)移蕾羊，就可以達(dá)到抑制金屬腐蝕的目的喧笔。

 

　　近來，寒潮來襲龟再，人們?yōu)榱吮Ｅ芎Ｕ托枰啻┮路Ｔ谝恍┣治g性較強(qiáng)的介質(zhì)中吸申，金屬很容易受到腐蝕，為了避免腐蝕就需要適當(dāng)增加特定的合金元素享甸，達(dá)到耐蝕的目的截碴。

　　3什么情況下不銹鋼發(fā)生腐蝕？

　　不銹鋼敏化后會(huì)發(fā)生晶間腐蝕(Intergranular corrosion)蛉威，晶間腐蝕對(duì)不銹鋼的危害很大日丹，在一些不銹鋼失效案例中經(jīng)常能看到晶間腐蝕的身影。

 

　　在一定的溫度( 450～850 ℃)范圍內(nèi)奧氏體內(nèi)的過飽和碳會(huì)與固溶體的鉻結(jié)合形成Gr23C6 碳化物在晶粒間界沉淀析出蚯嫌，由于碳向晶粒間界的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度哲虾。

　　因此，在碳化物周圍的固溶體內(nèi)即在晶粒間界及其鄰近的區(qū)域的鉻由于Gr23C6碳化物析出择示，含量大大降低束凑，而晶內(nèi)的鉻又來不及向晶界擴(kuò)散，因而形成貧鉻區(qū)栅盲。

　　當(dāng)鉻的含量低于鈍化所需的鉻含量(大約12% ) ,鈍態(tài)受到破壞電位下降汪诉，而晶內(nèi)仍保持鈍態(tài)，從而構(gòu)成了大陰極(基體)和小陽極(晶界區(qū)的貧鉻區(qū))的微電偶電池谈秫，加速了晶粒間界的腐蝕扒寄。

　　碳化物沉淀(Gr23C6 )析出的溫度為450～850℃,這是不銹鋼晶間腐蝕的敏化溫度范圍。不銹鋼發(fā)生敏化以后一定會(huì)在晶界上產(chǎn)生大量的串珠狀的碳化物沉淀拟烫，這也是奧氏體不銹鋼敏化的一個(gè)關(guān)鍵特征该编。

　　不銹鋼容易發(fā)生點(diǎn)蝕(Pitting corrosion)。在含有氯離子的溶液中不銹鋼特別容易發(fā)生點(diǎn)蝕硕淑，但這并不意味著不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕以后其環(huán)境中一定存在氯離子课竣，在含有硫酸根離子、硫離子和碳酸根離子的溶液中不銹鋼也會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕喜颁，但不同離子主導(dǎo)的不銹鋼點(diǎn)蝕形貌不同稠氮。

 

　　從經(jīng)驗(yàn)上看，在氯離子存在的溶液中半开，不銹鋼上蝕點(diǎn)數(shù)量少隔披，但蝕坑深度大，這也是輸送含有氯離子的介質(zhì)的管線為什么經(jīng)常發(fā)生“刺漏”的主要原因寂拆。在含有硫化氫的溶液中奢米，金屬管線通常發(fā)生潰瘍狀腐蝕抓韩，蝕點(diǎn)很多，但都很淺鬓长。

　　氯離子的離子半徑很小谒拴，它穿透不銹鋼表面鈍化膜層的能力最強(qiáng)，其破壞力在眾多離子中也是最強(qiáng)的涉波。這里需要強(qiáng)調(diào)英上，水中含有很少的氯離子就可以導(dǎo)致不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕，濃度越高啤覆，發(fā)生點(diǎn)蝕的時(shí)間越短苍日，點(diǎn)蝕長大的速率越高。

　　不銹鋼另一常見的腐蝕形式是和應(yīng)力共同作用下的腐蝕窗声，稱為應(yīng)力腐蝕開裂(Stress corrosion cracking)相恃。在不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂時(shí)，有幾個(gè)必要條件笨觅，第一拦耐，應(yīng)力腐蝕開裂需要時(shí)間，屬于延時(shí)開裂见剩；第二杀糯，應(yīng)力腐蝕開裂是特定的金屬和離子的組合才能發(fā)生，比如奧氏體不銹鋼和氯離子炮温；第三火脉，在特定的溫度下發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的時(shí)間最短；第四柒啤，一般在靜態(tài)拉伸應(yīng)力的作用下發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂倦挂，這是應(yīng)力腐蝕開裂的力學(xué)特征。

 

　　4生活中使用不銹鋼應(yīng)注意些什么担巩？

　　百姓日常生活中方援，會(huì)天天與不銹鋼打交道。因?yàn)樵诩彝ド钪刑伟褂玫牟讳P鋼制品有筷子犯戏、盆子、餐盤拳话、碗先匪、鏟子、勺子弃衍，鍋等呀非。

　　首先，在總潮濕的環(huán)境中，不銹鋼發(fā)生腐蝕以后雖然不會(huì)產(chǎn)生褐色的鐵銹岸裙，但會(huì)失去金屬光澤猖败，鉻含量越低的金屬越容易失去金屬光澤。

　　其次降允，不能使用不銹鋼盆腌制咸菜恩闻，因?yàn)殡缰葡滩藭r(shí)要大量使用咸鹽，即氯化鈉溶液剧董，時(shí)間久了會(huì)使不銹鋼盆腐蝕穿孔幢尚，那時(shí)候就只有扔掉的份了。

　　最后翅楼，一些不銹鋼制品在使用后應(yīng)盡快除去其表面的水侠草，比如家里的水龍頭，因?yàn)樽霾藭r(shí)手上經(jīng)常會(huì)觸碰咸鹽犁嗅，再去摸水龍頭等不銹鋼制品，久而久之會(huì)使之失去美麗的金屬光澤晤碘。

　　尺有所短褂微，寸有所長。任何材料都有其長處和短處园爷，使用材料揚(yáng)長避短才是王道宠蚂。關(guān)于不銹鋼本期就介紹到這里，希望本期內(nèi)容使大家更深入認(rèn)識(shí)不銹鋼的耐蝕機(jī)理和腐蝕問題童社，對(duì)大家生活和學(xué)習(xí)有幫助求厕，更多的知識(shí)將在未來深入介紹。

--文章摘自金屬材料科學(xué)與技術(shù)