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一起了解耐蝕合金的生產(chǎn)工藝
耐蝕合金,相對(duì)非金屬耐腐蝕材料而言,耐蝕合金材料主要有鐵基合金(耐腐蝕不銹鋼);鎳基合金(NI-CR合金,NI-CR-MO合金,NI-CU合金等活性金屬。
條件:
金屬材料在腐蝕性介質(zhì)中所具有的抵抗介質(zhì)侵蝕的能力,稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個(gè)條件之一。
(1)熱力學(xué)穩(wěn)定性高的金屬。通常可用其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來判斷,其數(shù)值較正者穩(wěn)定性較高;較負(fù)者則穩(wěn)定性較低。耐蝕性好的貴金屬,如PT、AU、AG、CU等就屬于這一類。
(2)易于鈍化的金屬。不少金屬可在氧化性介質(zhì)中形成具有保護(hù)作用的致密氧化膜,這種現(xiàn)象稱為鈍化。金屬中最容易鈍化的是TI、ZR、TA、NB、CR、AL等。
(3)表面能生成難溶的和保護(hù)性良好的腐蝕產(chǎn)物膜的金屬。這種情況只有在金屬處于特定的腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn),例如,H2SO4溶液中的PB和AL,H3PO4中的FE,鹽酸溶液中的MO以及大氣中的ZN等。
獲得方法:
因此,工業(yè)上根據(jù)上述原理,采用合金化方法獲得一系列耐蝕合金。一般也有相應(yīng)的三種方法。
(1)提高金屬或合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性,即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素,使形成固溶體以及提高合金的電極電勢(shì),增強(qiáng)耐蝕性。如CU中加AU,NI中加入CU、CR等,即屬此類。不過這種大量加入貴金屬的辦法,在工業(yè)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用是有限的。
(2)加入易鈍化合金元素,如CR、NI、MO等,可提高基體金屬的耐蝕性。鋼中加入適量的CR,即可制得鉻系不銹鋼。實(shí)驗(yàn)證明,在不銹鋼中,含CR量一般應(yīng)大于13%時(shí)才能起抗蝕作用,CR含量越高,其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介質(zhì)中有很好的抗蝕性,但在非氧化性介質(zhì)如衡硫酸和鹽酸中,耐蝕性較差。這是因?yàn)榉茄趸运岵灰资购辖鹕裳趸ぃ瑫r(shí)對(duì)氧化膜還有溶解作用。
(3)加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的合金元素,是制取耐蝕合金的又一途徑。例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結(jié)構(gòu)致密的化合物羥基氧化鐵(FEOX·(OH)3-2X)的保護(hù)作用。鋼中加入CU與P或P與CR均可促進(jìn)這種保護(hù)膜的生成,由此可用CU、P或P、CR制成耐大氣腐蝕的低合金鋼。
金屬腐蝕是工業(yè)上危害最大的自發(fā)過程,因此耐蝕合金的開發(fā)與應(yīng)用,有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。