机理 一般认为,不锈钢的点蚀是在金属表面非金属夹杂物,析出相,晶界,位错露头等缺陷处,由于钝化膜较脆弱,在特定腐蚀介质作用下,钝化膜修复能力差而造成的破坏。点蚀的出现包括成核和扩展二个阶段。现以钢的表面上存在硫化锰夹杂为例简述如下: 点蚀的成核:在溶液中有Cl¯存在时,金属表面有硫化锰夹杂的部位,由于难以钝化,再钝化而产生优先溶解并形成小孔坑。硫化物溶解产生H+(或H2S),对不锈钢的新鲜表面产生活化作用,防止小孔坑的再钝化而形成孔蚀源。 点蚀的扩展:孔蚀源形成后,溶解下来的金属离子会产生水解而生成H+并使局部溶液的pH值下降,进而又加速金属的溶解,使孔坑进一步扩大,加深。随着蚀孔加深并由于腐蚀产物覆盖了蚀坑口,从而使蚀孔内物质迁移困难,导致蚀孔内pH值的进一步降低。同时,Cl¯在蚀孔内富集,使蚀孔进一步加速扩大并加深,最后形成点蚀。 研究表明,在特定介质中,只要不锈钢的腐蚀电位超过点蚀电位,就能产生点蚀。 材料选择 提高不锈钢的纯度并降低不锈钢的不均匀性,选择钝化和再钝化能力强的材料是防止不锈钢点蚀的有力措施。 提高不锈钢的纯度,可通过炉外精炼手段,降低钢中的气体和非金属夹杂物的含量。研究表明,钢中的氧化物,特别是Al2O3;钢中的硫化物,特别是MnS;钢中氮化物,特别是TiN,由于它们本身的物理,化学性质,在介质作用下,常常作为敏感位置而诱发点蚀。研究还表明,对于常用的18-8型Cr-Ni钢和18-12-2型Cr-Ni-Mo钢,在降低钢中S量的同时降低Mn量也有利于耐点蚀性能的提高。 降低不锈钢的不均匀性,特别是要防止M23C6等碳化物和金属间相的析出。因为它们周围Cr,Mo等耐点蚀元素的贫化,使它们极易成为点蚀的敏感位置。 由于Cr,Mo,N等元素对提高不锈钢的耐点蚀性非常有效,为了提高不锈钢的钝化和再钝化能力,就要选用高Cr,Mo含量的奥氏体,奥氏体+铁素体双相钢和铁素体不锈钢;选用高Cr,Mo且含N的奥氏体和奥氏体+铁素体双相不锈钢。 如果把常用的不锈钢按其耐点蚀能力由小到大排列起来,大致可以得到下列顺序: 奥氏体不锈钢:
0Cr18Ni12Mo2Ti 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr17Ni12Mo2N 0Cr17Ni14Mo2N 0Cr18Ni14Mo2Cu2N
铁素体不锈钢:
奥氏体+铁素体 双相不锈钢: