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相信一定有人好奇過(guò)，不銹鋼為什么叫“不銹鋼”？難道它真的能不生銹，不被腐蝕嗎？金屬腐蝕一直是各行各業(yè)的頭疼事，但是在不銹鋼出現(xiàn)之后，就很大程度解決了金屬腐蝕問(wèn)題。 ' ]5 n, w; O, `/ w: k
事實(shí)上，不銹鋼并不是真正的不被腐蝕，只是腐蝕速率比一般的金屬要緩慢。下面就詳細(xì)揭秘不銹鋼“不銹”的原因。
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不銹鋼為何不銹 ) b$ O- W. a) k% S9 Q8 ~8 D
不銹鋼是不銹鋼系不銹鋼和耐酸鋼的總稱(chēng)。不銹鋼主要就是指能耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼；耐酸鋼是指耐酸、堿、鹽等化學(xué)侵蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。按鋼的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)，不銹鋼分可分為：馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。 8 X' I% H/ K# o
不銹鋼耐腐蝕的原因比較有說(shuō)服力的是鈍化膜理論。鈍化膜就是在不銹鋼表面形成一層以Cr₂0₃為主的薄膜。此薄膜能保護(hù)不銹鋼基體在各種介質(zhì)中不被輕易腐蝕。 5 b" U! o" A8 ?* i/ ?0 i
形成鈍化膜有兩種情況。一是不銹鋼本身具有自鈍化的能力，這種自鈍化能力與鉻含量有關(guān)，含鉻越多自鈍化能力就越快；另一種是不銹鋼在各種介質(zhì)的腐蝕過(guò)程中形成鈍化膜而延緩腐蝕。 * V* X; \6 l" {1 p# J
不銹鋼鈍化膜具有抵抗腐蝕的能力，歸結(jié)于三個(gè)特點(diǎn)：一是鈍化膜極薄，當(dāng)鉻含量大于10.5%時(shí)，薄膜一般只有幾個(gè)微米；二是鈍化膜的比重大于基體的比重；三是鈍化膜的鉻濃度比基體高的多。前兩個(gè)特點(diǎn)說(shuō)明鈍化膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、致密、缺陷少和與基體結(jié)合牢固的特性，使得腐蝕介質(zhì)很難穿過(guò)此膜腐蝕不銹鋼的基體，從而起到保護(hù)基體的作用。第三個(gè)特點(diǎn)則說(shuō)明鈍化膜具有較高的耐腐蝕性。 : e) c0 N$ ^6 Y1 Z7 x
鈍化膜的破壞形式
/ d& T! ^7 s3 r, W& D5 ]: U 鈍化膜中存在內(nèi)應(yīng)力。形成應(yīng)力的原因是多方面的，包括氧化膜成長(zhǎng)產(chǎn)生的應(yīng)力、相變應(yīng)力和熱應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，可以由膜的塑性變形、金屬基體的塑性變形、氧化膜與基體分離、氧化膜破裂等途徑而得到部分或全部松弛。鈍化膜破裂的幾種形式，見(jiàn)圖1-1。 9 d3 ~* g5 m% }; E
圖1-1中的(a)是鈍化膜在金屬基體表面生長(zhǎng)時(shí)，在膜與基體之間存在空氣，從未形成空泡；而空泡破裂后就形成了圖(b)；圖(c)中存在于鈍化膜中氣體會(huì)形成微泡，能使膜遭到破壞；如果鈍化膜與基體結(jié)合不夠牢固的話(huà)，膜就會(huì)從基體表面脫落見(jiàn)圖(d)；圖(e)中膜會(huì)被其他物質(zhì)切而導(dǎo)致膜裂；圖(f)說(shuō)明在金屬的角和棱上的鈍化膜不夠致密、有缺陷，會(huì)導(dǎo)致鈍化膜在此位置上裂開(kāi)。 : v8 Z1 o# g/ W
氧化膜的生長(zhǎng)規(guī)律
- u' R% n' Q, I5 [! ]$ {+ S 膜的生長(zhǎng)可用膜厚y表示： # K( R/ x1 z8 N) J4 B/ z4 M6 F* P
(1)直線(xiàn)規(guī)律
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式中表示膜厚隨時(shí)間的變化的關(guān)系，此規(guī)律反映表面氧化膜多空、不完整,對(duì)金屬的進(jìn)一步氧化沒(méi)有抑制作用。 ; p1 O! c1 l0 V
(2)拋物線(xiàn)規(guī)律
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! Z, H( R& f; E7 n 符合此規(guī)律的氧化膜是致密的，能對(duì)金屬起到保護(hù)作用。氧化速度dy/dt與膜厚y成反比，這表明氧化受離子擴(kuò)散通過(guò)表面氧化膜的速度所控制。
' v7 o% b4 D: D; Q F) Z% Y6 c0 [( \ (3)對(duì)數(shù)規(guī)律 0 S/ s3 O7 f1 \$ B# A# L' Q
y=k₁lgt+k₂ (t>to)
/ F/ U8 j3 l$ m8 E7 q 在溫度比較低時(shí)，金屬表面上形成極薄的氧化膜，就足以對(duì)氧化過(guò)程產(chǎn)生很大的阻滯作用，使膜厚的增長(zhǎng)速度變慢，在時(shí)間不太長(zhǎng)時(shí)膜厚實(shí)際上已不再增加。在這種情況下，膜成長(zhǎng)符合對(duì)數(shù)規(guī)律。
& ~. k! d6 v2 L5 F" q$ x' I6 g 防止不銹鋼的腐蝕具有現(xiàn)實(shí)意義，能有效降低企業(yè)的損失，使設(shè)備能安全運(yùn)行，防止泄露等事故的發(fā)生，保證經(jīng)濟(jì)和人身安全。8 z" a0 Z9 q# d$ z: n0 x2 a; f% V
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發(fā)表于 2016-4-28 15:09:13
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