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不锈钢的不锈性和耐腐蚀性是指其对遭受周围环境腐蚀的抵抗能力,或者说其对腐蚀产生的迟钝程度,简称钝化。关于不锈钢钝化现象的解释有很多理论,比如,从化学理论解释,认为不锈钢所以耐腐蚀,是因为其在与介质作用时,表面会有一层以
Cr2 0,为主的薄膜,即钝化膜,这层膜的特点是很薄,在铬含量大于10.5%的条件下,一般只有几微米;这个膜的比重大于金属基体比重,说明膜很致密,因此,这层膜很难被腐蚀介质击穿,从而有效地保护金属基体不被腐蚀。再比如电子理论说,认
为金属的钝性状态与未填满的电子层有关,在铁铬合金的不锈钢、不锈钢管价格中,由于铬力求吸收电子,使铁(Fe)原子失去电子而被钝化了。还有的学者认为,当铁铬合金固溶体中的含铬量达到1/8(即12.5%)时,其电极电位可由一0. 56V跃增至+0.2V,这个电极电位的提高,使金属在电解液中更稳定了,即不易被腐蚀了。
上述理论都是以铬的作用为依托的。实际上,由于材料所处环境的多样性、复杂性,在某些条件下还需添加其他合金元素,以提高和巩固材料的耐腐蚀性,如加人钥(Mo)元素,会使腐蚀产物M002一靠近基体而促进基体钝化;加人铜(Cu)元素,使不锈钢表面钝化膜中含有Cu0,其与腐蚀介质不发生作用,从而提高材料的耐腐蚀性;加人氮(N)元素,会因钝化膜中富集Cr2 N,使钝化膜中的铬浓度提高,而提高材料的耐腐蚀性。
需要指出的是,不锈钢的耐腐蚀性是有条件的。介质种类、浓度、温度、压力、流速等各方面因素的差异对不锈钢产生的腐蚀效果是不同的,所以,不锈钢的不锈是相对的,不是 的、 的。这一点务必引起我们的注意。
与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:
(1)屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多,且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。
(2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。
(3)在许多介质中应用普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的
316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性,再一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。 2205不锈钢角钢具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。
(4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。
(5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。
(6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值。
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与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下:
(1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢,例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。
(2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低,冷,热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。
(3)存在中温脆性区,需要严格控制热处理和焊接的工艺制度,以避免有害相的出现,损害性能。
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下:
(1)综合力学性能比铁素体不锈钢好,尤其是塑韧性,不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。
(2)除耐应力腐蚀性能外,其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。
(3)冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
(4)焊接性能也远优于铁素体不锈钢,一般焊前不需预热,焊后不需热处理。
(5)应用范围较铁素体不锈钢宽。
与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下:
合金元素含量高,价格相对高,一般铁素体不含镍。
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