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标题: 不锈钢为何不锈 ？ [打印本页]
作者: 中德密封    时间: 2016-4-28 15:09
标题: 不锈钢为何不锈 ？
        相信一定有人好奇过，不锈钢为什么叫“不锈钢”？难道它真的能不生锈，不被腐蚀吗？金属腐蚀一直是各行各业的头疼事，但是在不锈钢出现之后，就很大程度解决了金属腐蚀问题。
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        事实上，不锈钢并不是真正的不被腐蚀，只是腐蚀速率比一般的金属要缓慢。下面就详细揭秘不锈钢“不锈”的原因。
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不锈钢为何不锈
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        不锈钢是不锈钢系不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢主要就是指能耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢；耐酸钢是指耐酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢。按钢的组织结构进行分类，不锈钢分可分为：马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢。

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        不锈钢耐腐蚀的原因比较有说服力的是钝化膜理论。钝化膜就是在不锈钢表面形成一层以Cr₂0₃为主的薄膜。此薄膜能保护不锈钢基体在各种介质中不被轻易腐蚀。
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        形成钝化膜有两种情况。一是不锈钢本身具有自钝化的能力，这种自钝化能力与铬含量有关，含铬越多自钝化能力就越快；另一种是不锈钢在各种介质的腐蚀过程中形成钝化膜而延缓腐蚀。

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        不锈钢钝化膜具有抵抗腐蚀的能力，归结于三个特点：一是钝化膜极薄，当铬含量大于10.5%时，薄膜一般只有几个微米；二是钝化膜的比重大于基体的比重；三是钝化膜的铬浓度比基体高的多。前两个特点说明钝化膜具有良好的化学稳定性、致密、缺陷少和与基体结合牢固的特性，使得腐蚀介质很难穿过此膜腐蚀不锈钢的基体，从而起到保护基体的作用。第三个特点则说明钝化膜具有较高的耐腐蚀性。
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钝化膜的破坏形式

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        钝化膜中存在内应力。形成应力的原因是多方面的，包括氧化膜成长产生的应力、相变应力和热应力。内应力达到一定程度时，可以由膜的塑性变形、金属基体的塑性变形、氧化膜与基体分离、氧化膜破裂等途径而得到部分或全部松弛。钝化膜破裂的几种形式，见图1-1。

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        图1-1中的(a)是钝化膜在金属基体表面生长时，在膜与基体之间存在空气，从未形成空泡；而空泡破裂后就形成了图(b)；图(c)中存在于钝化膜中气体会形成微泡，能使膜遭到破坏；如果钝化膜与基体结合不够牢固的话，膜就会从基体表面脱落见图(d)；图(e)中膜会被其他物质切而导致膜裂；图(f)说明在金属的角和棱上的钝化膜不够致密、有缺陷，会导致钝化膜在此位置上裂开。
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氧化膜的生长规律
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        膜的生长可用膜厚y表示：

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        (1)直线规律

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        y=kt     
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        式中表示膜厚随时间的变化的关系，此规律反映表面氧化膜多空、不完整,对金属的进一步氧化没有抑制作用。

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        (2)抛物线规律

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        y2=kt           
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        符合此规律的氧化膜是致密的，能对金属起到保护作用。氧化速度dy/dt与膜厚y成反比，这表明氧化受离子扩散通过表面氧化膜的速度所控制。
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        (3)对数规律

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        y=k₁lgt+k₂ (t>to)  
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        在温度比较低时，金属表面上形成极薄的氧化膜，就足以对氧化过程产生很大的阻滞作用，使膜厚的增长速度变慢，在时间不太长时膜厚实际上已不再增加。在这种情况下，膜成长符合对数规律。

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        防止不锈钢的腐蚀具有现实意义，能有效降低企业的损失，使设备能安全运行，防止泄露等事故的发生，保证经济和人身安全。' r' B( L+ H" e
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作者: 火车司机1667    时间: 2016-4-28 16:21
学习了
作者: 松song    时间: 2016-4-28 17:33
谢谢分享
作者: tospoxjm    时间: 2016-4-28 18:25
学习了。
作者: 水水5    时间: 2016-4-29 08:34
我晕，那医疗器械、食品机械都用不锈钢，看来是真的能释放铬元素的啊。会不会有毒呢？还是说只是六价铬有毒？' i- n- T, B+ b" J' Y
请楼主一定不吝赐教
作者: 中德密封    时间: 2016-4-30 16:09
水水5 发表于 2016-4-29 08:34) V( L( U0 x( e6 L9 h
我晕，那医疗器械、食品机械都用不锈钢，看来是真的能释放铬元素的啊。会不会有毒呢？还是说只是六价铬有毒 ...
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食品。医疗用的不锈钢是镍基合金，不会轻易被腐蚀的！可以放心使用！" A$ K  h+ Z6 h
作者: 水水5    时间: 2016-5-26 13:00
楼主，关于镍基合金，有没有资料？
) J3 o4 @- I5 A7 e3 x不含铬不可能吧，~怎样控制铬迁移？
作者: 中德密封    时间: 2016-5-27 16:19
水水5 发表于 2016-5-26 13:00) m$ Y  y; p  E# t9 k
楼主，关于镍基合金，有没有资料？
+ [9 S0 M1 M& [6 R! V不含铬不可能吧，~怎样控制铬迁移？
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铬肯定有，但是不会轻易迁移的！一般使用的环境并不会很恶劣！
作者: 赵余金2015    时间: 2016-6-2 13:29
感谢分享！
作者: 游泳的yu    时间: 2016-6-6 19:37
其实一直都在纠结为什么不锈钢不锈，在这里得到了很好的解释
作者: 哥是个传说    时间: 2016-6-7 09:53
胡言乱语
作者: qaz111772015    时间: 2016-6-7 15:49
是外面表层形成一层膜
作者: 中德密封    时间: 2016-6-8 16:15
qaz111772015 发表于 2016-6-7 15:49/ v8 j4 r! E1 C
是外面表层形成一层膜

2 t3 T# d4 _3 e" z3 c是的，表面的膜隔绝了氧化，防止了生锈！
作者: 流氓兔1717    时间: 2016-6-9 19:52
只知道  材料里含铬镍到一定程度后就不会生锈了
作者: menglingtao    时间: 2016-7-16 22:59
给个好评，笑纳一分！



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