不锈钢会生锈吗?

08/06/2024
1073

不锈钢会生锈吗?

 

不锈钢会生锈吗?答案是肯定的。虽然不锈钢以防锈蚀著称,但它确实会生锈。

 

不锈钢不易生锈的原因在于它是一种含有铬、钼、碳、镍、氮等元素的铁合金。而其中的关键元素便是铬,其最低含量为 10.5%。铬与氧反应后会在金属表面形成保护膜,这层屏障可以很好地防止氧和水接触到保护膜下的金属并导致生锈。镍和钼的含量能进一步提升氧化膜的性能。

 

不锈钢生锈的原因

 

以下是 ASTM A479 304 不锈钢(S30400)和 316 不锈钢(S31600)的主要化学成分对照表。316 不锈钢所含有的钼成分使其具有更好的抗氯化物腐蚀性能。

 

 
材料 成分 %
C Cr Ni Mo
ASTM A479 304 SS ≤ 0.08 18 - 20 8 – 10.5 /
ASTM A479 316 SS ≤ 0.08 16 - 18 10 - 14 2 - 3

 

何为生锈?生锈是氧化反应的结果。当不锈钢中的铁与水和氧发生反应时,会生成水合氧化铁,即铁锈。通常不锈钢生锈的主要原因为表面的氧化保护层被破坏。有几种常见的情况可能导致不锈钢开始生锈。

 

Mechanical damage

机械损伤

 

铬与氧发生反应形成的保护膜实际上非常薄,可能会因划痕等机械损伤而被破坏。氧化保护膜被破坏后,不锈钢就会暴露在外界环境中,很容易生锈,尤其是在低氧环境下氧化膜不能及时重新形成时。

 

Contact with different material

接触其它材料

 

不锈钢与电解液中的其它材料接触时可能会发生电化学腐蚀。如果电解液中两种材料之间的电位差较大,不锈钢表面的氧化膜就会开始分解。在这种情况下,不锈钢在电化学腐蚀的作用下会更快生锈。为避免电化学腐蚀的发生,建议选择相同或电位差较小的材料组合。

 

此外,电化学腐蚀也可能间接导致不锈钢生锈。碳钢颗粒是不锈钢制造和应用过程中的污染源之一。当不锈钢与碳钢或被碳钢颗粒污染的工具接触时,碳钢颗粒可能会嵌入不锈钢表面,破坏氧化膜。由于不锈钢和碳钢之间的电化学腐蚀反应,不锈钢表面的碳钢颗粒会迅速生锈。若处理不及时,可能会导致不锈钢生锈和点蚀。

 

Mechanical damage

暴露于高温环境中

 

不锈钢暴露在高温中会加快铬与氧气的反应速率,使表面的铬元素不断析出与氧气反应生成较厚的氧化铬保护层,导致表层部分的不锈钢铬元素减少产生贫铬区。由于奥氏体不锈钢有较高的热膨胀率,厚的氧化铬保护层可能会在热循环过程中开裂并剥落,使贫铬区域暴露在环境中造成生锈。此外,高温也会导致不锈钢中铬元素在晶界处析出与碳结合生成碳化物,同样会使晶界周围产生贫铬区,最后导致晶间腐蚀的发生。例如,焊接过程中应始终注意温度,避免表面氧化层过厚和晶间碳化物的析出。尽可能的使用低碳不锈钢减少晶间腐蚀的发生,同时使用保护气体避免氧化层过厚。

 

Harsh environments

恶劣的环境

 

有些环境腐蚀性很强,如强氯环境。氯离子会破坏不锈钢表面的氧化铬保护层造成点蚀和缝隙腐蚀,使其更容易生锈。这就是为什么不建议在氯含量高的离岸应用环境中使用 304 不锈钢的原因。由于钼元素可以增强不锈钢对氯化物的抵抗力,所有更推荐含有钼的 316 不锈钢或钼含量更高的 6 钼合金用于离岸环境。

 

总结:不锈钢会生锈。但良好的设计、制造和维护可以最大限度地降低不锈钢生锈的风险。针对严苛工况或腐蚀性介质,飞托克提供由超级双相不锈钢、合金C-276、6Mo、合金400、合金625、合金825等材质制成的产品来满足您的要求。

 

相关文章: