各种酸的腐蚀和材质选型

各种酸的腐蚀和材质选型

石家庄博特环保 133********

一、氯化氢和盐酸

干燥氯化氢在200℃以下对碳钢实际上并不腐蚀，它的腐蚀速率不大于

0.1mm/a，在250℃时上升为0.5 mm/a。含水氯化氢气体的腐蚀，实际上就是

盐酸的腐蚀，只要温度高于氯化氢的最高露点（80~200℃，随HCL含量及压力条件而不同）以上，最好在250~300℃，碳钢的腐蚀速率仍保持可容忍的范围内；盐酸是典型的非氧化性酸，铁在稀盐酸中生成氯化亚铁，在浓酸中生成三氯化铁，三氯化铁溶于水。31%的工业盐酸由于含有三价铁的氯化物，呈深黄色，且腐蚀明显强于化学纯的发烟盐酸（浓度37~38%）；在盐酸中，铸铁的腐蚀比碳钢严重；普通不锈钢即使在1%的盐酸中，也会发生孔蚀；在盐酸介质中，只有含钼不锈钢、钛（氯离子含量300ppM，温度90℃以下）、银、哈氏合金、锆和钽可供选择，特别是钽，这种金属即使在三氯化铁和氯的存在下，在任何浓度和温度（直至沸腾）的盐酸中，也不会腐蚀；

在盐酸生产中，采用了大量的非金属材料，硬PVC的耐盐酸性能优于PP，可以在任何浓度范围内使用，只要不超过它的允许使用温度。在稀酸场合，PP可在110℃以下长期使用。PE在80℃以下具有优良的耐酸性。乙烯基酯树脂的耐酸性能优于双酚A聚酯和环氧树脂，但比酚醛树脂的耐温性地

20~30℃。PTFE具有优良的耐酸性，使用温度在250℃以下。天然橡胶在80℃以下的盐酸中具有优良的耐酸性能。不透性浸渍石墨具有优良的耐腐蚀性能，在盐酸生产中得到广泛的应用。

二、硫酸

硫酸是一种含氧酸，稀硫酸的氧化性很弱，属于非氧化性酸类，主要产生氢去极化腐蚀。氢去极化腐蚀是指以作为去极化剂的腐蚀过程，反应的结果是金属不断地溶解、减薄。浓硫酸具有很强的氧化性，属于氧化类酸，可使部分金属有自钝化的能力，在金属表面生成致密的钝化膜，这种膜不溶于浓硫酸，从而阻碍腐蚀继续发生。在硫酸生产中，常用的金属材料有：铅、碳钢、铸铁、不锈钢、哈氏合金、锆和钽等。铅与稀硫酸反应在铅的表面生成一层稳定的难溶解的PbSO

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保护膜，但若碰到浓硫酸这层膜又会溶解。所以当硫酸浓度低于60%，温度在100℃以下时，可以使用铅。当硫酸浓度高于75%时，不推荐使用。由于铅的机械强度低，一般做衬里材料使用；碳钢在60%以下的硫酸中强烈腐蚀，但当硫酸浓度增大到75%以上时，在金属的表面将生成氧化铁的保护膜，从而大大提高耐腐蚀性能；铸铁在浓硫酸中比碳钢更容易钝化，尤其是高硅铸铁（硅含量在14%~17%之间）。但铸铁中的Si会

与渗入铸铁中的游离的SO

3作用生成SiO

2

，其体积增大会造成铸件开裂，因

此不能用于发烟硫酸中；不锈钢不耐稀硫酸的腐蚀；哈氏合金具有比一般奥氏体不锈钢高得多的耐蚀能力，除硫酸外，可在多种腐蚀性介质中应用，如：硝酸（浓度低于50%）、盐酸、磷酸、醋酸和各种有机酸；锆有良好的延展性和焊接性。锆在10%～40%的硫酸中，在沸腾的温度下腐蚀速率为0.0036～

0.0063 mm/a，在75%硫酸中温度100℃时腐蚀速率为0.55 mm/a。钽是具有

高度化学稳定性的纯金属，除氢氟酸外在许多介质中具有极强的耐腐蚀性，如：无机酸、王水和有机酸等，但钽不耐发烟硫酸；在硫酸生产中，采用了大量的非金属材料，硬PVC 一般使用温度低于60℃，PP、PE、PTFE、天然橡胶、不透性浸渍石墨等也得到广泛的应用。

三、磷酸

磷酸属于三元中强酸，化学性质稳定，无强氧化性和还原性。磷酸生产中，

反应料浆中含有硫酸根、氟离子、氯离子等杂质离子和35~45%的固体颗粒，其中杂质酸的腐蚀性具有决定性的影响，固体颗粒会产生磨蚀，硫酸根、氟离子、氯离子等会破坏不锈钢的钝化膜，甚至发生孔蚀。在生产中常用的金属材料有：铅、K合金）、哈氏合金、20号钢、316L、UB6、双相不锈钢22-5和CD-4MC等；非金属材料有：石墨、橡胶、玻璃钢、塑料等。

四、硝酸

硝酸属于强氧化性酸，硝酸对金属的腐蚀随浓度的增加而逐渐严重。硝酸腐蚀中常采用的耐腐蚀金属材料有：碳钢、铝、不锈钢等。硝酸对碳钢的腐蚀特性是，当温度在25℃左右且硝酸浓度在30%以下时，随着浓度的增加，腐蚀速度加大，当硝酸浓度30%时，腐蚀速率达到最大值，为22.5g/m2﹒h。

当硝酸浓度超过50%时，碳钢钝化。当硝酸浓度70～80%时，腐蚀速率为0.5～

0.1mm/a（腐蚀深度）。当浓度达90%以上时，腐蚀速率加大。温度升高时，

碳钢的钝化膜易被破坏，同时还有晶间腐蚀；硝酸浓度在95%以上时，铝是很稳定的；硝酸是强氧化性酸，能使不锈钢中的铬氧化成致密的CrO3，不

锈钢中的铬含量越高，耐腐蚀性越强；耐硝酸腐蚀的非金属材料有：搪玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷和玻璃等材料。

五、Br2、HBr和HBrO

溴具有强烈的氧化性，溴及溴化物有毒。干燥的溴气体腐蚀属于溴的气相腐蚀，为单一的化学腐蚀，突出表现为溴对材料的氧化。许多金属材料都耐干燥溴气的腐蚀，如：铸铁、高硅铸铁、铝、铜、镍、蒙乃尔合金、哈氏合金、钽等。非金属材料有：玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳化硅、聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等；溴和水作用后生成次溴酸和氢溴酸，次溴酸和氢溴酸都是不稳定的化合物。在溴水中，除了溴水外还有次溴酸和氢溴酸的腐蚀，耐液溴腐蚀的金属很少，有镍、银、哈氏合金B，C和钽。耐液溴的非金属材料：玻璃、搪玻璃、陶瓷、碳化硅、聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯等。

六、氢氟酸

氢氟酸是无色澄清的发烟液体，为中等强度的酸，腐蚀性极强，极易挥发，置于空气中即冒白烟。与金属盐、氧化物、氢氧化物作用生成氟化物。遇金

属能放出氢气，遇火星易引起爆炸或燃烧。氢氟酸具有很强的腐蚀性和毒性。

根据氢氟酸的腐蚀特性，可将其分成无水（即液态氟化氢）、高浓度和低浓度的氢氟酸三类。由于氢氟酸是电解质溶液，所以氢氟酸腐蚀是典型的电化学腐蚀。在有氢氟酸腐蚀的场合，碳钢和低合金钢当在浓度高于75％～

80％、温度低于65℃的条件下耐腐蚀性能良好。镁对氢氟酸是理想的耐蚀材料，一般只做容器。钛适用于浓度为 60~100% （室温状态）。银可用于沸腾的氢氟酸。蒙乃尔合金是重要的耐氢氟酸腐蚀的材料；耐氢氟酸腐蚀的非金属材料主要有：PTFE塑料和不透性浸渍石墨材料。

七、氯气的腐蚀

氯气微溶于水，生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有强氧化性。氯水的腐蚀与湿氯相似，但随含水增多而减轻。当氯气中含水小于150ppM时，碳钢的腐蚀速率小于0.04 mm/a，即干燥氯气对碳钢基本不腐蚀。当氯中含水量高时，

金属在湿氯中很快被腐蚀。不锈钢在氯离子含量高于150ppM时，氯离子会破

坏不锈钢表面的钝化膜而产生孔蚀或应力腐蚀破裂。钛具有优良的耐湿氯性能（含水1.5%以上）。同时耐干湿氯气的金属材料只有钽、银、铂和部分合金；氯气会渗透且与绝大多数高分子材料起反应，表面会生成一层黄色的油糊状产物——氯奶油。在氯气气氛中PP腐蚀速率大于PE，而PE又逊于硬PVC。聚四氟乙烯的抗氯渗透性能不及聚偏二氟乙烯，尽管氟塑料具备优良的耐腐蚀性能和较高的耐温性，在氯的介质中并不推荐使用。

八、次氯酸盐腐蚀

次氯酸盐，如次氯酸钠和次氯酸钙在中性或弱酸性时是不稳定的，其腐蚀性非常强，在高温时更甚。次氯酸钠溶液在微碱性条件下有较好的稳定性，接近中性时，即易分解，在酸性条件下则更加速分解并释放出氯气。次氯酸钠在储藏时，会逐渐分解，释放出氧，原子氧具有强烈的氧化作用。因此，在

、O、NaOH和NaCL等，其中O和NaCL 次氯酸钠中，腐蚀性介质有，HCL、CL

2

都是强渗透性介质，因此除了考虑材料的耐酸、耐碱和强氧化性腐蚀外，还要考虑材料的抗渗透性。次氯酸钙的腐蚀与次氯酸钠类似，只是腐蚀程度稍低。金属钛在次氯酸钠溶液中有优良的耐腐蚀性，用钛制作的设备不会存在氧的渗透或缝隙腐蚀等问题；天然橡胶由于氧的渗透，很快会导致橡胶溶涨起泡，一般使用寿命只有2年。软PVC塑料虽然有良好的抗氧化性能，但软板内的增塑剂会被氢氧化钠逐渐萃取而老化破裂，它的使用寿命也只有2～3年。丁基胶板衬里、PE和氟塑料等应用效果比较理想。

九、酰化工艺的防腐蚀

酰化广义上是指有机化合物分子中的氢被酰基所取代的过程。工业上常用的酰化剂有甲酸（HCOOH）、乙酸、草酸、苯甲酸、光气（COCL

）、醋酸

2酐等。这些酰化剂的酸和酸酐都是氧化性的，不锈钢在氧化性的有机酸中是耐蚀的。

耐蚀金属材料课程练习题答案(江苏科技大学)

练习题 一、选择题 1、为了提高合金的耐蚀性，向材料中加入强的阴极性元素金属，属于以下哪种 方法A。 A）降低阳极相活性B）降低阴极相活性C）增加系统阻力 2、同样加入强阴极性元素，有的合金耐腐蚀，有的却不耐蚀。其原因是A。 A）前者处于可钝化的，后者不是B）前者腐蚀体系处于常温，后者不是 C）前者腐蚀体系存有活化离子（如Cl－），后者不是D）以上都不是 3、为提高铁金属材料耐蚀性，铬是一种常添加的元素，主要起以下作用B。 A）使腐蚀电位正移，增加材料的热力学稳定性B）合金易进入钝态区 C）致钝电位向正向移动D）以上都对 4、加入Cu、P、Cr元素的耐候钢具有较好的耐大气腐蚀性，机理是D。 A）有序固溶理论B）电子机构理论 C）表面富集理论D）形成致密腐蚀产物膜理论 5、金属产生晶间腐蚀应满足的条件是C A）在高压的环境中，只要其电极电位低且强度不够； B）在高温的环境中，只要其产生的氧化膜不够致密； C）在腐蚀的环境中，只要其晶粒与晶界物－化状态和电化学性能不同； D）在高压、高温、腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界成分不符合塔曼定律； 6、奥氏体不锈钢中添加Nb元素的主要作用是C A）增加膜的致密性B）提高材料的抗点蚀能力 C）作为稳定化元素抑制碳化铬的生成D）增加热力学稳定性 7、黄铜脱锌属于以下哪种腐蚀类型E。 A）点蚀B）缝隙腐蚀C）晶间腐蚀D）电偶腐蚀E）选择性腐蚀 8、下列哪种热处理工艺对1Cr18Ni9Ti的抗晶间腐蚀是必须的B A）固溶处理B)稳定化处理 C）去应力退火处理D）敏化处理 9、加入了稳定化元素Ti、Nb的奥氏体不锈钢，却没有达到耐腐蚀的目的。这可能是该钢种在使用前没能进行过D处理。 A）固溶处理B）敏化处理C）退火处理D）稳定化处理 10、海水腐蚀环境中，以下哪个区域腐蚀最严重A。 A）飞溅带B）潮差带C）全浸带D）海泥带 11．以下关于可逆氢脆说法错误的是C A）氢脆在室温附近最敏感；B）材料强度越高，氢脆越敏感；

介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性

介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性

介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。 （2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC ）或经口、经皮半数致死量（LD50） 50 或LD50最低值作为急性毒性指标。 的资料为准，选择其中LC 50 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。

工程材料的耐蚀性

第一章 金属材料的耐蚀性 1 耐蚀材料： 金属材料：铁碳合金的耐腐蚀性，耐腐蚀低合金钢，耐热钢与高温合金，不锈钢，铝和铝 合金，镍和镍合金，其他有色金属及合金。 非金属材料：非金属材料的腐蚀，合成树脂，常用塑料，橡胶，耐腐蚀无机非金属材料，炭、石墨材料，复合材料。 2 纯金属耐蚀的原因 由于自身热力学稳定性而耐腐蚀；由于钝化而耐蚀；由于形成有保护作用的产物膜而耐蚀。 3 合金化提高耐蚀性 加入适当的合金化元素，可以进一步提高材料的热力学稳定性； 加入适当的合金化元素，提高材料的钝化能力； 加入适当的合金化元素，形成表面保护膜的能力。 4 腐蚀的热力学条件： ， 去极化剂0还原反应的平衡点位大于金属M 氧化反应的平衡点位。 5 两类常见的去极化剂：氢离子，氧 6 金属腐蚀决定因素：热力学+动力学；热力学-反应倾向，动力学--反应速度 7 金属钝化条件：氧化性或含氧介质； 金属非钝化条件：在非氧化性介质中或还原性介质； 钝化膜的破坏： F-、Cl-、Br-等卤素离子。 8 工业性污染大气腐蚀性最强，其次是城市及沿海地区的大气，内地农村地区的大气腐蚀性最低。 9 耐蚀材料选用原则： 1强还原性或非氧化性环境：由于材料不易钝化或钝化膜不稳定，因此不宜使用可钝化材 料，应选择依靠自身热力学稳定的耐腐蚀材料 2 氧化性很强的环境：应该选择钛与钛合金、锆合金等； 3 氯离子环境：不宜使用钝化金属； 4 允许的腐蚀速率：使用不同类型的材料和构件，耐蚀性要求相对较低的通用材料一般可允许有较高的腐蚀速率； 5 对受力结构或重要构件：特别要防止发生应力腐蚀破裂，选材时要避免可能导致应力腐蚀的材料—介质组合。 6 利用已有经验 第六章 铝和铝合金 1 合金元素对其耐蚀性的影响：电位正移元素：Mn 、Cu 和Si ；电位负移元素： Zn 和Mg ； 牺牲阳极保护设计：加入Zn 、Al ，形成电位低的Al-Zn-Mg 第二相，作为阳极牺牲保护基体Al 相。 2 晶间腐蚀（1）腐蚀表现形势：腐蚀由表面开始，沿晶粒边界向材料内部发展； （2）两类情况 ① 晶间相电极电位比基体负：如Al-Mg 合金，其晶间相Mg5Al8电极电位比合金基体要低；② 晶间相电极电位比基体正：如Al-Cu 合金，其晶间相CuAl2电极电位比合金基体要正。 第二章 铁碳合金的耐蚀性 1 铁碳合金的结构类型：石墨最高为+0.37V ；铁素体最低为-0.44V ；渗碳体介于两者之间 铁碳合金腐蚀的原因： 由于组织的非均一性，铁碳合金与电解质溶液接触时，表面必然形成较大的电位差形成微电池结构，其中渗碳体和石墨作为阳极，而铁素体作为阴极，从而/0e e E E ->

金属材料耐腐蚀的选材顺序

金属材料耐腐蚀的选材顺序（由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti→0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti （316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu （904L）→00Cr27Ni31Mo4Cu 2、铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26Mo1→00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二、耐高温腐蚀用材的顺序 20＃→12Cr1MoV→12Cr2Mo1（2Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）→0Cr25Ni20(310S) 三、耐应力腐蚀用材 16MnR→20R→12Cr1MoV 00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L）00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507）0Cr13（410S）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26M o1 注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350℃的环境中使用。 材料的耐腐蚀性能 钽：钽金属材料的耐腐蚀性能可同玻璃相比美，在环境温度下，除了氢氟酸外，对所有的酸都具有良好的耐腐蚀性，钽金属在高温下易被强碱腐蚀。钽金属对除了SO3-2及氟的酸性盐溶液以外的所有氢化性及非氢化性盐溶液具有较强的耐腐蚀性。在高温下在硫酸及碳酸溶液中易受腐蚀，非凡是氟离子存在时腐蚀会严重。 l蒙耐尔合金：蒙耐尔合金在有色金属与合金中，最耐氢氟酸（或氟化氢）腐蚀，在介质相当宽的浓度和强度范围内有很好的稳定性，也可用于氯化物，海水，碱等介质中作防腐材料。蒙耐尔合金不适用于强氧酸，如硝酸及亚硝酸，也不适用酸性铁盐，锡盐等溶液中。

电极材料的耐腐蚀性能

1电极材料的耐腐蚀性能 (1)含钼不锈钢：(316L，00Cr17Ni14Mo2)对于硝酸，室温下＜5％硫酸，沸腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱； (2)哈氏合金B：对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐(HB)腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀； (3)哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬(HC)酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak 或含其他氧化剂的腐蚀．如高于常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀； (4)钛(Ti)：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸(包括发烟，硝酸)，有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸(如硫酸，盐酸)的腐蚀，但如果酸中含有氟化剂时，则腐蚀大为降低； (5)钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀．根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。 2衬里材料主要性能适用范围 (1)氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水，Neoprene高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。

3碱盐介质的腐蚀 聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱<60℃、中性强磨损的Polyurethane性能略差。矿浆、煤浆、泥浆。 4聚四氟乙烯 (1)它是化学性能最稳定的一种，<180℃、浓酸、碱 (2)PTFE材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，酸、硝 酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂，不耐三氟化氯 二氟化氧。 5聚全氟乙丙烯F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、<180℃盐酸、硫，不粘性和不燃性与PTFE相仿，酸、王水和强氧化。F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介质。能和低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的抗撕裂性能。 6电极材质的选择 电极材质的选择应根据被测介质的腐蚀性、磨耗性，由用户选定，对一般介质，可查有关腐蚀手册，选定电极材质；对混酸等成分介质，应做挂片试验。

材料耐腐蚀性能的评价方法

1.1材料耐腐蚀性能的评价方法 工程材料在使用时，一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。也就是说，材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀，从而导致工程结构的失效。因此，如何评价在工况环境下，材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。 概括起来，工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类：重量法、表面观察法和电化学测试法。 1.1.1重量法 重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本，同时也是最为有效可信的定量评价方法。尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点，但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化，可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。也正因为如此，它一直在腐蚀研究中广泛使用，是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。 重量法分为增重法和失重法两种，他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样，后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时，应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后，在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况，通常可以考虑采用失重法。例如，通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时，就通常采用失重法, 图1。

而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况，例如材料的高温腐蚀，通常可以考虑采用增重法图2。 为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较，必须采用电位面积上的重量变化为表示单位，及平均腐蚀速度，如g.m -2 h -1 。根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度，如m/a 。这两类的速度之间的 图1 失重法测试镁合金腐蚀速度 Ni –30Cr –8A l –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在（a ）1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线

各种不锈钢的耐腐蚀性能

型号 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 型号 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。 型号 304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 型号 309—较之304有更好的耐温性。 型号 316—继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。[1] 型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 400 系列—铁素体和马氏体不锈钢 型号 408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。 型号 409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。 型号 410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。 型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。 型号 420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。 型号 430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。 型号 440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。500 系列—耐热铬合金钢。 600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。 型号 630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。 各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。

第五章不锈钢抗腐蚀性能

第五章不锈钢抗腐蚀性能 不锈钢的一般特性 表面美观，可使用性能多样性； 耐腐蚀性能好，可用于弱腐蚀及各种介质环境较强腐蚀； 强度硬度广泛，使用各种性能要求； 耐高温、低温性能好，使用温度适用范围大； 加工性能好； 可焊性好。 但从不锈钢定义可以看出，不锈钢与其他钢的区别就是不锈性，耐腐蚀性，所以我们研究一下它为什么不锈。 金属的腐蚀类型 金属的腐蚀，是金属与周围介质发生化学或电化学反应而发生破坏的现象。金属的抗腐蚀或耐腐蚀性是指金属抵抗腐蚀作用的能力。 化学腐蚀 化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而产生的腐蚀，例如钢在高温下氧化，就是一种典型的化学腐蚀，其产物沉积在金属表面上，也有人把这种腐蚀叫干腐蚀。 如果金属表面形成的腐蚀产物非常致密，则金属与腐蚀介质就会隔离，腐蚀就会阻滞，例如钢铁零件的蒸汽处理，法兰（黑）处理，就是使零件表面生成一层致密的Fe3O4薄膜，零件不再与周围介质发生接触，防止其化学反应的进行，零件便被保护起来了。 电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与周围介质接触，由于电化学作用而引起表面腐蚀的现象。例如钢在室温下的生锈主要是电化学腐蚀，在电化学腐蚀过程中有电流产生，电化学腐蚀是由于不同的金属之间或同种金属的各相之间存在不同的电极电位，且相互碰撞，并存在于同一种电解溶液中构成分数电池而引起的。如图5-1。 碳素钢在退火或正火状态下的组织是由铁素体和渗碳体组成的，并相互接触。渗碳体的电极电位一般比铁素体高，两相之间存在着电位差，当钢表面有水膜时，加上空气中O2等气体的溶解，在铁素体和渗碳体之间构成一微电池，电极电位低的铁素体称为阳极而被腐蚀引起钢的破坏。如果将钢件放在酸、碱、盐等水溶液中，电化学腐蚀作用更快。钢中的碳化物、夹杂物等，各部分组织和成分不均，内部应力不均，都促使各部分在电解质中促使相互间形成电极位差。这种电极位差愈大，微阳极与微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大。 有人把电化学腐蚀称为湿 腐蚀，电化学腐蚀能否进行， 取决于金属能否被离子化， 金属离子化的趋势，可以用 金属的标准电极电位（εσ） 来说明。定性的说，金属标 准电极电位越负，则越容易图5-1 碳素钢在潮湿空 离子化。气中产生电化学腐蚀示意图

金属材料耐腐蚀的选材顺序(由低到高)

金属材料耐腐蚀的选材顺序 （由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti →0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti（316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L）→00Cr27Ni31Mo4Cu 2、铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2 →00Cr26Mo1 →00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二、耐高温腐蚀用材的顺序 20＃→12Cr1MoV→12Cr2Mo1（2 Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）→0Cr25Ni20(310S) 三、耐应力腐蚀用材 16MnR→20R→12Cr1MoV 00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu （904L） 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 0Cr13（410S）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2 →00Cr26Mo1 注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350℃的环境中使用。

各种材料的耐腐蚀性

说明：材料耐腐蚀性能 含钼不锈钢： (316L)对于硝酸，室温下＜5% 硫酸，沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀 性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱； 哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐（HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀； 哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬（HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于 常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀； 钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀，但如果酸中 含有氟化剂时，则腐蚀大为降低； 钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀． 根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。 衬里材料主要性能适用范围 氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。碱盐介质的腐蚀。 聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱 <60℃、中性强磨损的 Polyurethane 性能略差。矿浆、煤浆、泥浆。 聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，酸、硝酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温 种有机溶剂，不耐三氟化氯二氟化氧。 F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与P TFE相仿，酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介 质。能和低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的 抗撕裂性能。

不锈钢材料抗腐蚀性能及耐各种酸碱大全

301 17Cr-7Ni-低碳 与304钢相比，Cr、Ni含量少，冷加工时抗拉强度和硬度增高，无磁性，但冷加工后有磁性。列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网 301L 17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301钢基础上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蚀性；通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足，保证钢的强度。铁道车辆构架及外部装饰材料 304 18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件 304L 18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196℃~800℃。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件 304Cu 13Cr-7.7Ni-2Cu 因添加Cu其成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。 304N1 18Cr-8Ni-N 在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。构件、路灯、贮水罐、水管 304N2 18Cr-8Ni-N 与304相比，添加了N、Nb，为结构件用的高强度钢。构件、路灯、贮水罐 316 18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 316L 18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。 316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。 316L不锈钢不耐盐酸，因为盐酸中的氯离子会和316中的镍发生化学反应，反应变化慢，但是时间长了还是有问题的。如果是用在化工方便，不防考虑内衬塑料一类的材料 另外，腐蚀是多样的，硝酸是强氧化腐蚀，316L对硝酸和硫酸是没有问题的

各种不锈钢的耐腐蚀性能

.各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 04N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。

308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 (1)材质： ①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在~之间，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加工比（BLANKING SIZE/制品直径）一般都比较高，它们的加工比分别达、、、。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产

各种材料的耐腐蚀性

1、材料耐腐蚀性能 含钼不锈钢： (316L)对于硝酸，室温下＜5% 硫酸，沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱； 哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐（HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀； 哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬（HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀； 钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀，但如果酸中含有氟化剂时，则腐蚀大为降低； 钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀． 2、根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质 衬里材料主要性能适用范围 氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性， <80℃、一般水、污水,高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。碱盐介质的腐蚀。 聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱 <60℃矿浆、煤浆、泥浆。 聚四氟乙烯化学性能最稳定 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，不耐三氟化氯二氟化氧。 F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与PTFE相仿，低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有较好的抗撕裂性能。 3、金属材料的耐腐蚀性能

不锈钢的耐腐蚀性能

不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理 金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。 由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。 钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。某些元素（如氯）可以击穿钝化膜，造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀，故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，其应易处于钝化状态（必要条件），钝化后腐蚀电流密度要低（腐蚀速度），钝化状态的电位范围要宽（相对稳定性）。 对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。 不锈钢耐腐蚀性机理：在不锈钢表面形成明显的Cr2O3薄膜，O和Cr的含量有最低要求（10.5%）以获得连续的保护性薄膜，以抑制侵蚀的发生。若保护性薄膜被损坏，它可以自然恢复。氧化膜的抗腐蚀性能取决于Mo、Ni、Cr、及N的含量。提高Cr含量可以提高不锈钢的抗侵蚀性和当Cr2O3薄膜被损坏时增强了其自修复能力。Cr2O3薄膜对基体结构（铁素体或奥氏体）没有任何影响。 蚀斑：在较高温度范围内处于氯化物、氟化物或氧化性溶液中，最初产生在夹杂物、表面损伤等保护膜不连续表面，而后将产生穿孔或形成新的保护膜（除去腐蚀物质和冲洗过的部分）。主要产生于海边环境、盐水、海水或高氧化性溶液环境。为此，需除去或减少氯、氟含量，加强冲洗维护，提高铬、钼含量。 缝隙腐蚀：在氯化物、氟化物或硫环境中，最初存在缝隙且氧极少，导致产生腐蚀直至缝隙扩展、裂开。主要产生于接缝、焊缝或附着物之下。为此，需消除缝隙和避免搭接，采用腐蚀抑制剂，不透水密封，提高铬、钼含量。 由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。因而，设备的寿命也不能精确地预计。这里给出几种局部腐蚀的例子。 第一例是电化学腐蚀。当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。腐蚀由阴极上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将此情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。这种情况是我们所期望的。在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中，铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。另