不鏽鋼中添加合金元素的原理
不鏽鋼中添加合金元素的原理
據(jù)了解,一般添加合金原料是提高鋼耐蝕性,當然方法很多,如表麵塗一層耐蝕金屬、塗敷非金屬層、電化學(xué)保護和改變腐蝕環(huán)境介質(zhì)等。但是利用合金化方法,提高材料本身的耐蝕性是*有效的防止腐蝕破壞的措施之一,其方法如下:
加入合金元素,提高鋼基體的電極電位,從而提高鋼的抗電化學(xué)腐蝕能力。一般鋼中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其電極電位。由於Ni較缺,Si的大量加入會使鋼變脆,因此,隻有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。
(1)Cr 能提高鋼的電極電位,但不是呈線性關(guān)係,經(jīng)過實驗證明鋼的電極電位隨合金元素的增加,存在著一個量變到質(zhì)變的關(guān)係,遵循1/8規(guī)律。當Cr含量達到一定值時即1/8原子(l/8、2/8、3/8……)時 ,電極電位將有一個突變。因此,幾乎所有的不鏽鋼中,Cr含量均在12.%原子以上,即11.7%質(zhì)量以上。
(2)加入合金元素使鋼的表麵形成一層穩(wěn)定的、完整的與鋼的基體結(jié)合牢固的純化膜。從而提高鋼的耐化學(xué)腐蝕能力。如在鋼中加入 Cr,Si.Al等合金元素 ,使鋼的表層形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜,就可提高鋼的耐蝕性。
(3)加入合金元素使鋼在常溫時能以單相狀態(tài)存在,減少微電池數(shù)目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數(shù)量的Cr或Cr-Ni,使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。
(4)加入Mo、Cu等元素,提高抗腐蝕的能力。
(5)加入Ti,Nb等元素,消除Cr的晶間偏析,從而減輕了晶間腐蝕傾向。