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论文不锈钢耐蚀性研究进展报告

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论文不锈钢耐蚀性研究进展报告

看使用环境了普通民用,日常生活用品,不锈钢应该没什么问题,水啊,盐啊,醋阿,污水阿应该没什么问题化工行业:就要看做什么了,针对不同环境有不同牌号,一般也能满足需求高温腐蚀环境,估计就不行了

不锈钢耐腐蚀性能标准如下图所示:不锈钢(StainlessSteel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同,普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀,而耐酸钢则一般均具有不锈性。

不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢材有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。

304不锈钢系列

1、304:通用型号;即18/8不锈钢。产品如:耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成分是18%铬加8%镍。为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。

2、304L:与304相同特性,但低碳故更耐蚀、易热处理,但机械性较差适用焊接及不易热处理之产品。

3、304N:与304相同特性,是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。

309不锈钢系列

1、309:较之304有更好的耐温性,耐温高达980℃。

2、309S:具多量铬、镍,故耐热、抗氧化性佳,产品如:热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

扩展资料:

不锈钢主要类型

1、铁素体不锈钢:含铬15%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢,属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。

2、奥氏体不锈钢:含铬大于18%,还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。

3、奥氏体-铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。

4、沉淀硬化不锈钢:基体为奥氏体或马氏体组织,沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化的不锈钢。

5、马氏体不锈钢:强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。

参考资料来源:百度百科-不锈钢

304材料就是不锈钢 其成分代号为 0cr18ni9化学成份 碳 C :≤0.07 硅 Si:≤1.00 锰 Mn:≤2.00 硫 S :≤0.030 磷 P :≤0.035 铬 Cr:18.00~20.00 镍 Ni:8.00~11.00[2]力学性能 抗拉强度 σb (MPa):≥520 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥205 伸长率 δ5 (%):≥40 断面收缩率 ψ (%):≥60 硬度 :≤187HBS;≤90HRC;≤200HV[3]热处理工艺 热处理规范:固溶1010~1150℃快冷。[4] 金相组织:组织特征为奥氏体型。 由于含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织,所以它与Cr13不锈钢相比具有高的耐蚀性,在低温、室温及高温下均有较高的塑归和韧性,以及较好的冷作成型和焊接性。但室温下的强度较低,晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大,切削加工性较差。 奥氏体在加热时无相变,因此不能通过热处理强化。只能以提高钢的耐腐蚀性能进行热处理: 1)固溶处理;其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中,从而在常温下获单相奥氏体组织,使钢具有最高的耐腐蚀性能。 固溶处理的加热温度一般均较高,在1050-1100C之间,并按含碳量的高低作适当调整。由于18-8不锈钢导热性很差,不仅要通过预热后再进行淬火加热,而且在固溶处理(淬火加热)时的保温时间要长。固溶处理时,要特别注意防止增碳。因为增碳将会增加18-8钢的晶间腐蚀倾向。冷却介质,一般采用清水。固溶处理后的组织一般是单相奥氏体,但对含有钛、铌、钼的不锈钢,尤其当是铸件时,还含有少量的铁素体。固溶处理后的硬度一般在135HBS左右。 2)除应力退火;为了消除冷加工后的残余应力,处理在较低的温度下进行。一般加热至250-425C,经常采用的是300-350C。对于不含钛或铌的钢不应超过450C,以免析出碳化铬而引起晶间腐蚀。 为了消除焊接后的残余应力,消除钢对应力腐蚀的敏感性,处理一般在较高的温度下进行。加热温度一般不低于850C。冷却方式,对于含有钛或铌的钢可直接在空气中冷却;对于不含有钛或铌的钢应水冷至500C以后再在空气中冷却。 3)稳定化处理;为了防止钛和铌的奥氏体不锈钢在焊接或固溶处理时,由于TiC和NbC减少而引起耐晶间腐蚀性能降低,需将这种不锈钢加热到一定温度后 (该温度使铬的碳化物完全溶于奥氏体,而TiC和NbC只部分溶解)再缓冷。在冷却过程中,使钢中的碳充分地与钛和铌化合,析出稳定的TiC和NbC,而不析出铬的碳化物,从而消除18-8奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向,这种处理过程称之为稳定化处理。

论文不锈钢耐蚀性研究进展

利用化学镀在不锈钢表面沉积耐磨镀层, 能提高产品表面硬度,并保证产品的耐腐蚀性能。

其实不锈钢都怕氯离子腐蚀.不过,316系列的对氯离子的腐蚀耐受性要好很多.因为316系列都含有钼元素,可以抵抗氯离子的腐蚀,特别是316L的,好有两个钼.耐腐性更好.

含Cr量大于13%的钢叫不锈钢,能抵抗大气及介质中的酸、碱、盐的腐蚀,由于不锈钢表层在空气中氧化,在表皮形成一层致密的保护层,也叫钝化层,所以保证了钢材抗腐蚀性。

不锈钢为什麼具防蚀性谈到不锈钢之防蚀性,这就和铁铬合金之含铬量有密切关系。铁铬合金其含铬量愈多,在一般大气中之防蚀性就愈好。如含铬量低於11%,就失去防锈效果。理论上之解释是,含铬之不锈钢在表面上生了一层氧化铬薄膜,此薄膜可以阻止不锈钢继续氧化。不锈钢的成分中如增加镍的含量,也可增强它对酸的防蚀性。如增加钼之含量亦有增加防蚀性的效果。现今工业上使用的不锈钢至少含12%之铬,最高可达30%。四大类不锈钢简介(一)马氏不锈钢共同点是以铬为主要合金元素。不含镍,具磁性,经热处理后可得高硬度与高强度。其主要显微金相结构为马氏体。最早发展成功的是420型不锈钢,此钢只有在硬化下才具防蚀性能,如经「退火处理」而软化,所含的碳就与铬结合而成金属间化合物的碳化铬(Cr23C6)。也就是说,一份重之碳须与十六份重之铬相结合,此种不锈钢通常含0.35%之碳。是以5.6%之铬就用於形成Cr23C6,剩下来的8.4%铬远低於11%最低含铬要求。所以软化下的420型不锈钢其防蚀性就差些。经过硬化后的420型不锈钢不含碳化铬的金属间化合物,就保有良好的防蚀性。为了改善420型,经过下面所提的几种处理方式,就产生了近二十种不同性质之马氏体不锈钢。1.减少含碳量至0.1%,改进了防蚀性。2.加硫或硒,改进切削性。3.同时增加铬与碳量,以改进强度与防蚀性。4.加铝以改进焊接性。(二)铁素体不锈钢共同点是其主要合金元素也是铬,具磁性,但不能用热处理来硬化。显微金相结构总含有铁素体。最早发展成功的是430型不锈钢,用於装饰或装潢方面有多种用途。由於430型之切削性不太好,因此可增加含硫量以改进切削性。也可增加铬量改进防蚀性,或增加钛量改进焊接性。(三)奥氏体不锈钢共同点是以铬与镍为其主要合金元素,非磁性,不能用热处理法来硬化,其显微金相结构为奥氏体。最早发展成功的是302型不锈钢。此钢如热至摄氏480~900度间时,可析出碳化铬於晶粒界而起粒间腐蚀。又受热至摄氏625~870度间时,亦可能引起脆化。因此使用此不锈钢时,应尽量避免使之处於上述温度之内。市面上约有三十种此类不锈钢。下面所提的几种处理方式可提高奥氏体不锈钢的性质。1.降低含碳量,改进防蚀性。2.增加含硫及硒,改进切削性。3.增加钛、钶、钽,形成碳化钛、碳化钶或碳化钽,进而防止碳化铬出现於晶粒间,可提高防蚀性。4.增加铜,可增进加工硬化性。5.增加钼,可增进高温强度。(四)沉淀硬化式不锈钢共同点是需要利用沉淀硬化之热处理技术来增强此类不锈钢之强度,其显微金相结构可能为奥氏体或马氏体。最早发现成功的是17-4 PH型不锈钢。此钢所含之4%铜於热处理时析出而增大其硬度。如增加钼可改进其韧性。此类不锈钢之发展乃近二十五年来的事。由於它们常具有奥氏体与马氏体两类的优点,因此应用范围愈来愈广,飞机的结构及其零件也常采用此类型的不锈钢为材料

不锈钢锈蚀研究8000字论文

1、不锈钢焊接工艺特点奥氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生б相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生,应采用低碳(C≤0.03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生δ相脆化。 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。 奥氏体不锈钢的焊条选用要点: 不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时,焊条的性能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。 1、一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。如:A102对应0Cr19Ni9;A137对应1Cr18Ni9Ti。 2、由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如316L必须选用A022焊条。 3、奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可通过焊接工艺评定进行验证。 4、对于在高温工作的耐热不锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条主要应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。 (1)对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含2-5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗裂性差;若过高,则在高温长期使用或热处理时易形成σ脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。 在某些特殊的应用场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如A402、A407焊条等。 (2)对Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢,如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性。如采用A502、A507。 5、对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢,则应按介质和工作温度来选择焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。 (1)对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条。如A137或A002等。 (2)对于含有稀硫酸或盐酸的介质,常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条如:A032、A052等。 (3)工作,腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备,方可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。 为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。 6、对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如A402、A407。 7、也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。 8、焊条药皮类型的选择: (1)由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度进行比较,碱性药皮与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采用药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。 (2)只有在结构刚性很大或焊缝金属抗裂性较差(如某些马氏体铬不锈钢、纯奥氏体组织的铬镍不锈钢等)时,才 考虑选用药皮代号为15的碱性药皮不锈钢焊条(如A107、A407等)。 综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢的焊接时焊条选用尤其值得注意,只有这样才能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条,不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。这样才有可能能达到所预期的焊接质量.。 奥氏体不锈钢的缺陷分析及防治措施(一)容易出现热裂纹奥氏体不锈钢在焊接时热裂纹是比较容易产生的缺陷,包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等,特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更容易产生。 1. 产生原因(1)奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大,结晶时间较长,且单相奥氏体结晶方向性强,所以杂质偏析比较严重。(2)导热系数小,线膨胀系数大,焊接时会产生较大的焊接内应力(一般是焊缝和热影响区受拉应力)。(3)奥氏体不锈钢中的成分如C、S、P、Ni等,会在熔池中形成低熔点共晶。例如, S与Ni形成的Ni3S2熔点为645℃,而Ni- Ni3S2共晶体的熔点只有625℃。2. 防止措施(1)采用双相组织的焊缝 尽量使焊缝金属呈奥氏体和铁素体双相组织,铁素体的含量控制在3~5%以下,可扰乱奥氏体柱状晶的方向,细化晶粒。并且铁素体可以比奥氏体溶解更多的杂质,从而减少了低熔点共晶物在奥氏体晶界的偏析。(2)焊接工艺措施 在焊接工艺上尽量选用碱性药皮的优质焊条、采用小线能量,小电流、快速不摆动焊,收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等,可减小焊接应力和弧坑裂。(3)控制化学成分 严格限制焊缝中 S、P等杂质含量,以减少低熔点共晶。(二)晶间腐蚀产生在晶粒之间的腐蚀,其导致晶粒间的结合力丧失,强度几乎完全消失,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂。1.产生原因根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450~850℃敏化温度(危险温度区)时,由于 Cr原子半径较大,扩散速度较小,过饱和的碳向奥氏体晶粒边界扩散,并与晶界的铬化合物在晶界形成Cr23C6,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。 2. 防止措施(1)控制含碳量 采用低碳或超低碳(W(C)≤0.03%)不锈钢焊接焊材。如A002等。(2)添加稳定剂 在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与C亲和力比Cr强的元素,能够与C结合成稳定碳化物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢材和焊接材料都含有Ti、Nb,如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12MO2Ti钢材、E347-15焊条、H0Cr19Ni9Ti焊丝等。(3) 采用双向组织 由焊丝或焊条向焊缝中熔入一定量的铁素体形成元素,如 Cr、Si、AL、 MO等,以使焊缝形成为奥氏体+铁素体的双相组织,因为Cr在铁素体内扩散速度比在奥氏体中快,因此Cr在铁素体内较快的向晶界扩散,减轻了奥氏体晶界的贫铬现象。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5%~10%,如铁素体过多,会使焊缝变脆。(4)快速冷却 因为奥氏体不锈钢不会产生淬硬现象,所以在焊接过程中,可以设法增加焊接接头的冷却速度,如焊件下面用铜垫板或直接浇水冷却。在焊接工艺上,可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施,缩短焊接接头在危险温度区停留的时间,以免形成贫铬区。(5)进行固溶处理或均匀化热处理 焊后把焊接接头加热到1050~1100℃,使碳化物又重新溶解到奥氏体中,然后迅速冷却,形成稳定的单相奥氏体组织。另外,也可以进行850~900℃保温2h的均匀化热处理,此时奥氏体晶粒内部的Cr扩散到晶界,晶界处Cr量又重新达到了大于12%,这样就不会产生晶间腐蚀了。(三)应力腐蚀开裂金属在应力和腐蚀性介质共同作用下,发生的腐蚀破坏。根据不锈钢设备与制件的应力腐蚀断裂事例和试验研究,可以认为:在一定静拉伸应力和在一定温度条件下的特定电化学介质共同作用下,现有的不锈钢均有产生应力腐蚀的可能。应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质,还有硫酸、硝酸、氢氧化物(碱)、海水、水蒸气、H2S水溶液、浓NaHCO3+NH3+NaCl水溶液等介质等。1.产生原因 应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。 2.防止措施(1)合理制定成形加工和组装工艺 尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑。 (2)合理选择焊材 焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体。(3)采取合适的焊接工艺 保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平。例如,避免十字交叉焊缝,Y形坡口改为X形坡口、适当减小坡口角度、采用短焊焊道、采用小线能量。(4)消除应力处理 焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。(5)生产管理措施 介质中杂质的控制,如液氨介质中的O2、N2、H2O等、液化石油气中的H2S、氯化物溶液中的O2、Fe3+、Cr6+等、防蚀处理:如涂层、衬里或阴极保护等、添加缓蚀剂。 (四)焊接接头的脆化 奥氏体不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后,就会出现冲击韧度下降的现象,称为脆化。1.焊缝金属的低温脆化(475℃脆化)(1) 产生原因含有较多铁素体的相(超过15%~20%)的双相焊缝组织,经过350~500℃加热后,塑性和韧性会显著下降,由于475℃时脆化速度最快,故称为475℃脆化。对于奥氏体不锈钢焊接接头,耐蚀性或抗氧化性并不总是最为关键的性能,在低温使用时,焊缝金属的塑韧性就成为关键性能。为了满足低温韧性的要求,焊缝组织通常希望获得单一的奥氏体组织,避免δ铁素体的存在。δ铁素体的存在,总是恶化低温韧性,而且含量越多,这种脆化越严重。(2) 防治措施① 在保证焊缝金属抗裂性能和抗腐蚀性能的前提下,应将铁素体相控制在较低的水平,约5%左右。② 已产生475℃脆化的焊缝,可经900℃淬火消除。2.焊接接头的σ相脆化(1)产生原因奥氏体不锈钢焊接接头在375~875℃温度范围内长期使用,会产生一种FeCr间化合物,称为σ相。σ相硬而脆(HRC>68)。由于σ相析出的结果,使焊缝冲击韧度急剧下降,这种现象称为σ相脆化。σ相一般仅在双相组织焊缝内出现;当使用温度超过800~850℃时,在单相奥氏体焊缝中也会析出σ相。(2)防止措施①限制焊缝金属中的铁素体含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高镍焊材,并严格控制Cr、Mo、Ti、Nb等元素的含量。②采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间。③对已析出的σ相在条件允许时进行固溶处理,使σ相溶入奥氏体。④把焊接接头加热到1000~1050℃,然后快速冷却。σ相一般在1Cr18Ni9Ti钢中一般不产生。 3.熔合线脆断 (1)产生原因奥氏体不锈钢在高温下长期使用,在沿熔合线外几个晶粒的地方,会发生脆断现象。(2)防治措施在钢中加入 Mo能提高钢材抗高温脆断的能力。通过以上的分析,只有合理选择以上的焊接工艺措施或焊接材料都可以避免以上焊接缺陷的产生。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的焊接方法都可用于奥氏体不锈钢的焊接。在各种焊接方法中焊条电弧焊具有适应各种位置与不同板厚的优点、应用非常广泛。你可以根据以上的文章进行一下修改就可以了。

高中生写这种小论文,太专业的了吧,需要很多金属材料的基础知识

关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文,仅供参考,欢迎大家阅读。

摘要: 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素,对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究,并同时指明了部分经常使用的化学涂料,对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的,它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告,尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。

关键词: 金属腐蚀;因素;防护方式

化学工业、石油化工、原子能等领域中,因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏,不但会让社会承受重大的损失,还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害,继而对人们的身体健康造成威胁,一些物质在短时间内不会消失,会长时间内对环境以及人身造成威胁;同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全,例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故,一般会导致爆炸、火灾等重大的事故,使人们的生命财产承受巨大的损失。

1、金属腐蚀的类别

金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分,主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀;根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局,重点包含全面腐蚀与局部腐蚀;此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀;干腐蚀与湿腐蚀等。

2、影响金属腐蚀的因素

①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的,腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生,假如到达或者超越特定的相对湿度,锈蚀就会以较快的速度出现和恶化,通常而言,钢铁的临界相对湿度大概是75%。

②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2,CO2,Cl-,灰尘等,多数皆为酸性气体。

③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。

④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度,进而加快腐蚀的速度。

3、防护方式

金属腐蚀的防护方式具有多样性,重点对象为金属本质,将被保护金属和腐蚀介质进行隔离,或者对金属的表面进行操作,改变腐蚀条件和电化学保护等。

3.1改善金属本质

按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金,或者于金属内加入合金元素,提升它的耐腐蚀性,能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方,于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。

3.2构成保护层

于金属表面设置各类保护层,将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离,此为预防金属腐蚀的最佳方式。

3.2.1金属的磷化处理

在钢铁制品去油、除锈操作之后,添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡,就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜,此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色,厚度通常是5至20μm之间,于空气内具备较强的耐腐蚀能力。

3.2.2金属的氧化处理

把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内,加热,在它的'表面就能够产生一层厚是0.5~1.5μm的蓝色氧化膜(主要组分是Fe3O4),来实现钢铁防腐蚀的目标,这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度,不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。

3.2.3非金属涂层

通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层,叫做非金属涂层,亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆,车辆的表面经常喷漆等。

3.2.4金属保护层

其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生,不仅可以通过电镀、化学镀实现,还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。

3.3改善腐蚀条件

改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如,能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质,也就是缓冲剂,来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质,将其适量的融入至腐蚀介质内,即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小,便捷和廉价,因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。

3.4电化学保护法

此类方式为以电化学原理为基础的,于金属设备上进行操作,让其变成腐蚀电池中的阴极,进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。

3.4.1阴极保护

此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极,变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极,让其变成阳极,使其腐蚀,也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道,地下水管、输油管等。

4、结语

不管是在社会中的哪个领域,金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义,对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等,应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性,其形成的因素也是多种多样的,这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战,值得所有人员做出相应的努力。

铁碳合金耐蚀性能的研究进展论文

随着铁碳合金中含碳量的逐渐增加,强度硬度逐渐增加,塑性韧性逐渐降低

铁碳合金铁碳合金是钢和铁的总称,是工业上应用最广泛的合金。铁碳合金是以铁为基本元素,以碳为主加元素组成的合金。在液态时,铁和碳可以无限互溶。在固态时,碳溶于铁中形成固溶体。当含碳量超过碳在铁中的固态溶解度时,则出现金属化合物。此外,还可以形成由固溶体和金属化合物组成的机械混合物。下面分述铁碳合金在固态下出现的几种基本组织。● 铁素体铁素体是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体,常用符号F表示。它仍保持的体心立方晶格,其溶碳能力很小,常温下仅能溶解为0.0008%的碳,在727℃时最大的溶碳能力为0.02%。由于铁素体含碳量很低,其性能与纯铁相似,塑性、韧性很好,伸长率δ=45%~50%。强度、硬度较低,σb≈250MPa,而HBS=80。● 奥氏体奥氏体是碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体,常用符号A表示。它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。其溶碳能力较大,在727℃时溶碳为ωc=0.77%,1148℃时可溶碳2.11%。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好,是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。奥氏体是没有磁性的。● 渗碳体渗碳体是铁与碳形成的金属化合物,其化学式为Fe3C。渗碳体的含碳量为ωc=6.69%,熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韧性几乎为零,脆性很大。在铁碳合金中有不同形态的渗碳体,其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。● 珠光体珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物,也称片装珠光体。用符号P表示,含碳量为ωc=0.77%。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间,决定于珠光体片层间距,即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值。● 莱氏体莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体,其含碳量为ωc=4.3%。当温度高于727℃时,莱氏体由奥氏体和渗碳体组成,用符号Ld表示。在低于727℃时,莱氏体是由珠光体和渗碳体组成,用符号Ld’表示,称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体,所以硬度高,塑性很差。

铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右,在钢的表面便形成致密的铬的氧化物,使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素,能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能,但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织,使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化,提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳,使它生成稳定的碳化物,以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时,可提高钢的耐大气腐蚀性能。

铁碳合金组织变化的基本规律:随含碳量的增加,工业纯铁中的三次渗碳体的量增加;亚共析钢中的铁素体量减少;过共析钢中的二次渗碳体量增加;亚共晶白口铸铁的珠光体和二次渗碳量也减少,共晶渗碳体量增加;过共晶白口铁中的一次渗碳体和共晶渗碳体量增加。这个是一向铁碳合金的力学性能的根本原因。 并且随着冷却和加热的条件不同,铁碳合金的组织、性能都会大不相同。

不锈钢笔头研究论文

笔头和墨水是圆珠笔的关键,其中笔头分为笔尖上的球珠和球座体。珠子必须非常耐磨,所以要用硬度仅次于金刚石的碳化钨作材料。先把碳化钨制成标准尺寸略大的小颗粒。然后把它们铺散在一个带沟槽的板上,并使这些小颗粒进入圆形沟槽,仅露出其顶部。然后放上一块又重又平的顶盘,压在这些小颗粒上面,在两盘之间注入研磨油,使这些小颗粒浸泡在含有粉末状金刚石的滑溜的混合物中。然后转动起下盘,使这些碳化钨小颗粒在圆形槽内不断地翻腾滚动,同槽壁、顶盘以及相互之间不断地接触,金刚石粉末不断地把这些小颗粒的边角研磨掉,使它们逐渐变得又圆又光。研磨过程中一天要停车几次,将这些小圆珠取出弄净,进行测试,直到生产出光滑度适中,符合标准的小圆球为止。生产一颗碳化钨的小圆珠笔珠大约需要断断续续地研磨几十个小时。圆珠笔头的生产对加工的精度、材料的选择上都有很高的要求。笔头上不仅有小“球珠”,里面还有五条引导墨水的沟槽,加工精度都要达到千分之一毫米的数量级。笔头的关键部位,比如碗口,它的尺寸精度都是在两个微米,它的表面粗糙度要求在0.4微米。在笔头最顶端的地方,厚度仅有0.3-0.4毫米。极高的加工精度,对不锈钢原材料提出了极高的性能要求,既要容易切削,加工时还不能开裂。每一个小小的偏差都会影响笔头书写的流畅度和使用寿命,笔尖的开口厚度不到0.1毫米,还要考虑到书写角度和压力,球珠与笔头、墨水沟槽位必须搭配得“天衣无缝”,加工误差不能超过0.003毫米。觉得圆珠笔头这东西大概是工业制造界的珠穆拉玛了。️

根据公开资料显示,中国每年要生产380亿支笔,需要用每吨12万的价格进口1000多吨生产笔头的钢材,付出外汇1500万美元。这样算下来,每枚笔头的用钢大概是0.0004美元,折合人民币2厘钱,也就是0.002元,而中国生产的圆珠笔大多属低档类,出口平均价仅为0.03美元/支,笔头用钢成本仅占总成本的1.3%。

一位钢铁材料学科研究人员向网易财经表示,圆珠笔笔头用钢的用量太小,附加值低,对于大部分企业来说完全没必要自己生产,而且市场造假山寨层出不穷,研发者得不到应有的回报。企业进口几吨就可以用很久,而且现在都是直接买笔头,因为把钢加工成笔头也是需要精密技术的,大多数圆珠笔生产厂家都没必要引进加工笔头的生产线。“就像一些廉价药一样,因为没利润,所以就索性没想过研发的事。”他坦言。

根据2015年11月央视播出的《对话》节目《圆珠笔挑战高端制造》里的数据,从日本进口一吨造高端笔尖用的钢材需要12万人民币,龙头企业一年需要860 吨,算下来也仅仅是1 个多亿,谈不上是巨大的需求。如此一看,倘若只是为了制作完全中国造的高端圆珠笔,好像并没有必要做相应的材料研发与制造。

小小笔头,研发成本有多高?

上述研究人员向网易财经表示,中国现有的技术完全可以在很早之前就研发出笔头钢,技术上是不存在问题的,因为样本材料不缺,不像军工材料那样严格保密,而且目前高温合金才是技术门槛较高的特种钢,研究难度要大于笔头钢。不过,研发笔头钢的“性价比”还是太低,很少有企业愿意这么做。对于钢企而言,一条普通生产线一天可以生产1万吨普通钢,排期是个大问题,因为中国一年的需求也仅仅是1000余吨,如果真要生产起来,一天生产的钢可能很久都用不完。此外,钢铁生产需要经历铸造、冷轧等流程,根据钢铁不同的特性,还需要调整工艺,这会极大抬高研发成本。

王辉绵说,因为开发这个产品没有可借鉴的资料,都是根据不同成分的配比从几十公斤的开始炼,各种成分加入多少这个次数没法统计了。为了找到国外守口如瓶的保密配方,必须摸索出一套前所未有的炼钢工艺,没有任何参考,只能不断地积累数据,调整参数,设计工艺方法。根据太钢集团的说法,光最终测试都测试了十多次,那么这几年数不清实验,不知道需要花费多少钢材。一吨普通钢材的价格大概在3000~5000元不等,而生产笔头的钢材是特种钢,成本只会更高,每测试一次都是一笔不小的费用。

为了解决这个问题,国家在2011年拨款6000 万,重点打造“制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化”项目,其中三个子项目分别是:圆珠笔墨水的研发与产业化;笔头线材及其装备技术的研发与产业化;笔头与墨水匹配等瓶颈问题。据悉,项目实施期为3 年(2011 年6 月至2014 年6 月)。按照科技部的要求,每个子项目的实施单位均需按1:2 的比例对该项目进行资金配套。这意味着,将投入1.8 亿元对圆珠笔的核心技术进行科技攻关。最终,贝发集团、晨光集团、上海纳诺微科技公司三家企业牵头,承担各个子项目的科技攻关。2015 年3 月,该项目通过验收。2016年9月,太钢集团笔头钢试验取得成功。现在,一些笔头企业已经开始使用国产笔头钢,在未来两年有望完全替代进口。

研发笔头钢,实际意义大于形式意义

有人认为,单纯依靠补贴和扶持,是无法成就高端中国制造的,对于圆珠笔头钢这种小众的产品,不是技术问题而是市场问题。在世界贸易高度分工的现在,中国有自己的资源禀赋,能用钱买的没必要自己折腾研发,这样不划算。

不过ZOL问答认为,账可不能这么算,或许圆珠笔都算不上你的生活必需品,但圆珠笔背后透露的制造业转型升级问题却是真正重要的。

“圆珠笔芯问题折射出了中国钢铁困境,当前钢铁行业面临的主要问题便是产能过剩,但同样钢铁行业也存在结构性的问题。”卓创资讯分析师刘新伟表示,“一方面是我们的钢铁制造技术不过关,无法产出合格的模具用钢;另一方面也能看出中国制造业的问题,大路货我们不缺,一些精密制造我们还有待提高。”

中国现在可以制造圆珠笔,但是质量有待提高,圆珠笔所使用的工艺比较精细,所以这项技术比较难掌握,所以现在很多人使用的圆珠笔都是其他国家的技术。

可以,因为圆珠笔体积小,且需要极高的操作技术,难度较大,圆珠笔表面光滑难以打磨制作。

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