首页/文章/ 详情

金属材料腐蚀介绍(一)

6月前浏览4348

本文摘要:(由ai生成)
金属腐蚀有多种形式,其中焊接接头腐蚀速率常高于母材,因焊接区域与母材在微观结构、力学性能和化学成分上存在差异,且残余应力会加剧腐蚀。金属腐蚀外观形貌可分为均匀腐蚀、电化学腐蚀、缝隙腐蚀、点腐蚀、晶界腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀和微生物诱导腐蚀等八类。焊接时,应确保母材为阳极,选择匹配耐腐性高的焊材,以减缓腐蚀速率。


金属的腐蚀通常表现出各种形式,其中绝大多数腐蚀可以达到肉眼看见的地步。通常情况下,焊接接头的腐蚀速率会比母材金属高,因为焊缝金属和焊接热影响区的显微组织、力学性能以及化学成分,与母材金属可能会明显不同,焊接接头的残余应力会加速其腐蚀,所以许多腐蚀形式与焊接结构的劣化以及最终的断裂失效相关。

金属腐蚀基于目视外观形貌一般分为为8种,分别是:

1)均匀腐蚀

2)电化学腐蚀

3)缝隙腐蚀

4)点腐蚀

5)晶界腐蚀

6)应力腐蚀

7)磨损腐蚀

8)微生物诱导腐蚀

下面分别简单介绍。

均匀腐蚀

均匀腐蚀是最常见的一种腐蚀方式,也是目前为止花费最大的一种腐蚀方式。均匀腐蚀即全面腐蚀,其特征是在金属表面上产生化学或电化学反应,导致在金属表面上形成均匀的腐蚀产物。在钢中,均匀腐蚀的表现形式就是生锈,铁氧化形成Fe2O3和Fe3O4。均匀腐蚀主要与成分有关,与显微组织无关。表1提供了不同材料在大气中的腐蚀速率的比较。



     



电化学腐蚀

当两种金属接触腐蚀和(或)可导电的介质时,在不同金属之间就会存在一个化学电位差,电位差之间就会产生电流。一般发生腐蚀反应(氧化)的材料定义为阳极,而发生还原反应的材料定义为阴极。当两种材料在腐蚀环境中连接起来可以导电,就会在阳极材料中发生腐蚀。

一些合金和纯金属在海水中的电位势如图1所示。当阳极性(活性)金属与阴极性(惰性)金属在腐蚀介质中接触时,阳极性(活性)金属就会优先腐蚀。在某些环境中可以利用电化学效应来提供“阴极保护”,例如钢制船壳常与一大块镁耦合在一起,这样当船壳暴露在海水期间时,这些镁块会优先腐蚀掉,起到保护船壳的作用。

在焊接时应保证母材相对于焊缝金属而言为阳极,特别是选择异种金属组合的焊缝,需要注意这些材料的电势位。我们平时遇到不同材料焊接时,选用与耐腐性性能高的母材相匹配的焊材,就是出于这个考虑。


 图1 金属在海水中的电势序



来源:压力容器焊接
断裂化学焊接材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-04-18
最近编辑:6月前
张鹏V
签名征集中
获赞 4粉丝 0文章 29课程 0
点赞
收藏
作者推荐

为什么奥氏体不锈钢焊缝中含有铁素体?

本文摘要:(由ai生成)奥氏体不锈钢300系列常用于压力容器行业,其焊缝有时需含一定量铁素体以提高抗凝固裂纹能力。焊缝金属有四种凝固模式,其中FA模式凝固时抗凝固裂纹能力最强,其特点是在凝固终了阶段出现铁素体+奥氏体两相混合,有效阻止裂纹扩展。铁素体含量可近似判断凝固模式,但过高会导致焊缝性能下降。因此,一般要求铁素体数在3~10之间,以兼顾焊缝性能,最佳范围为3~8。在压力容器行业中奥氏体不锈钢300系列是最常用的材料之一,母材一般都以固溶状态供货,基本不含铁素体。但如果你是在压力容器制造厂工作过的焊接工艺人员或技术人员,那估计应该遇到过奥氏体不锈钢设备,有时客户会对焊缝提出铁素体含量要求,比如铁素体数(FN)需在3~12,而不是要求焊缝不含铁素体或者含量更高的铁素体。那为什么会要求奥氏体不锈钢焊缝中含有一定数量的铁素体,这里进行简单的介绍。‍奥氏体不锈钢焊缝金属有4种凝固模式,分别是奥氏(A)、奥氏体+铁素体(AF)、铁素体+奥氏体(FA)、铁素体(F)。这4种模式对焊缝凝固裂纹有着不同的影响,如图1所示。‍图1焊缝不同凝固模式对凝固裂纹的影响从图中可以看出,焊缝金属以A模式凝固时是全奥氏体,此时对凝固裂纹最为敏感;而以FA模式凝固,则抗凝固裂纹能力最强。而要想焊缝以FA模式凝固来凝固需要保证Creq/Nieq≥1.48,其中:Creq=Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti,代表铁素体形成的能力;Nieq=Ni+0.31Mn+22C+14.2N+Cu,代表奥氏体形成的能力。当Creq/Nieq≥1.48时,抗凝固裂纹能力有一种台阶的快速增加,并且与杂质含量的多少几乎无关,如图2所示。图2奥氏体不锈钢的凝固裂纹敏感图FA这种凝固模式良好的抗凝固裂纹的主要原因是焊缝金属在凝固终了阶段沿凝固晶界出现了铁素体+奥氏体的两相混合成分,形成凹凸不平、曲曲弯弯的晶界,从而阻止了液态薄膜的侵润,使裂纹扩展困难。‍室温下焊缝金属的铁素体含量可以用来近似的判断其凝固模式。如果铁素体数(FN)是0,则是以奥氏体(A)模式凝固;FN在0~3之间,则凝固模式主要是以奥氏体+铁素体(AF)模式凝固;FN在3~20之间,则凝固模式主要是以铁素体+奥氏体(FA)模式凝固,如图3所示。‍图3奥氏体和双相不锈钢的WRC-1992图但是焊缝中的铁素体含量不能过高,一是因为铁素体会在475℃脆化,二是因为铁素体在600~900℃时很容易转化成σ相,造成焊缝耐腐蚀性、塑性和韧性的下降。所以一般要求FN在3~10之间。‍Hello,October综上所述,为了避免奥氏体不锈钢焊缝产生凝固裂纹,对焊材的成分都设计在FA的凝固模式范围内,所以焊缝中必然会存在一定量的铁素体,但为了兼顾焊缝的使用性能,需要控制铁素体数(FN)在3~8之间为最佳。‍来源:压力容器焊接

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈