一、腐蝕的種類和定義

一種不銹鋼可在許多介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，但在另外某種介質(zhì)中，卻可能因化學(xué)穩(wěn)定性低而發(fā)生腐蝕。所以說(shuō)，一種不銹鋼不可能對(duì)所有介質(zhì)都耐蝕。
在眾多的工業(yè)用途中，不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，除機(jī)械失效外，不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在：不銹鋼的一種嚴(yán)重的腐蝕形式是局部腐蝕（亦即應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕）。這些局部腐蝕所導(dǎo)致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實(shí)上，很多失效事故是可以通過(guò)合理的選材而予以避免的。

金屬的腐蝕，按機(jī)理可分為特理腐蝕、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕三種。生活實(shí)際、工程實(shí)際中的金屬腐蝕，絕大多數(shù)都屬于電化學(xué)腐蝕。


應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）：是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴(kuò)展而互生失效的一種通用術(shù)語(yǔ)。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的必要條件是要有拉應(yīng)力（不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴(kuò)展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個(gè)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力值，要比沒(méi)有腐蝕介質(zhì)存在時(shí)材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。在微觀上，穿過(guò)晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴(kuò)圖的裂紋稱為沿晶裂紋，當(dāng)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂擴(kuò)展至其一深度時(shí)（此處，承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達(dá)到它在空氣中的斷裂應(yīng)力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過(guò)顯微缺陷的聚合）而斷開(kāi)。因此，由于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂而失效的零件的斷面，將包含有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相聯(lián)系的“韌窩”區(qū)域。


點(diǎn)腐蝕：點(diǎn)腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散發(fā)生高度的局部腐蝕，常見(jiàn)蝕點(diǎn)的尺寸小于1.00mm，深度往往大于表面孔徑，輕者有較淺的蝕坑，嚴(yán)重的甚至形成穿孔。


晶間腐蝕：晶粒間界是結(jié)晶學(xué)取向不同的晶粒間紊亂錯(cuò)合的界城，因而，它們是鋼中各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利區(qū)城。因此，在某些腐蝕介質(zhì)中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數(shù)的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中都可能呈現(xiàn)晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破壞，它與一般選擇性腐蝕不同之處在于，腐蝕的局部性是顯微尺度的，而宏觀上不一定是局部的。


縫隙腐蝕：是指在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點(diǎn)狀或潰瘍形的宏觀蝕坑，是局部腐蝕的一種形式，它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動(dòng)的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。


全面腐蝕：是用來(lái)描述在整個(gè)合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語(yǔ)。當(dāng)發(fā)生全面腐蝕時(shí)，村料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中可能呈現(xiàn)全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問(wèn)題并不怎么令人擔(dān)心，因?yàn)椋@種腐蝕通?？梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的浸泡試驗(yàn)或查閱腐蝕方面的文獻(xiàn)資料而預(yù)測(cè)它。

均勻腐蝕：是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。根據(jù)不同的使用情況對(duì)耐蝕提出不同的指標(biāo)要求，一般可分為兩大類：

1. 不銹鋼
指在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中耐蝕的鋼。腐蝕速率小于0.01mm/年的，認(rèn)為是"完全耐蝕"；腐蝕速率小于0.1mm/年的，認(rèn)為是"耐蝕"的。

2. 耐蝕鋼 指在各種強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)中能耐蝕的鋼。
二、各種不銹鋼的耐腐蝕性能


304 是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件。

301 不銹鋼在形變時(shí)呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象，被用于要求較高強(qiáng)度的各種場(chǎng)合。

302 不銹鋼實(shí)質(zhì)上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種，通過(guò)冷軋可使其獲得較高的強(qiáng)度。

302B 是一種含硅量較高的不銹鋼，它具有較高的抗高溫氧化性能。

303和303Se
是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼，用于主要要求易切削和表而光浩度高的場(chǎng)合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機(jī)件，因?yàn)樵谶@類條件下，這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。

304L
是碳含量較低的304不銹鋼的變種，用于需要焊接的場(chǎng)合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。

304N 是一種含氮的不銹鋼，加氮是為了提高鋼的強(qiáng)度。

305和384 不銹鋼含有較高的鎳，其加工硬化率低，適用于對(duì)冷成型性要求高的各種場(chǎng)合。

308 不銹鋼用于制作焊條。

309、310、314及330
不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高，為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強(qiáng)度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種，所不同者只是碳含量較低，為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。330不銹鋼有著特別高的抗?jié)B碳能力和抗熱震性。

316和317
型不銹鋼含有鋁，因而在海洋和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼。其中，316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強(qiáng)度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。

321、347及348
是分別以鈦，鈮加鉭、鈮穩(wěn)定化的不銹鋼，適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動(dòng)力工業(yè)的不銹鋼，對(duì)鉭和鉆的合量有著一定的限制。

三、不銹鋼遭腐蝕的原因


最近英國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究表明，不銹鋼里微小的硫化錳高濃度區(qū)域能導(dǎo)致不銹鋼銹蝕。

不銹鋼是鐵、鉻和鎳的合金，最早出現(xiàn)在２０世紀(jì)初。由于不銹鋼具有優(yōu)異的抗腐蝕特性，因而它常常被用在惡劣的工作環(huán)境下，或者用來(lái)制造餐具和醫(yī)療用具。

不銹鋼的腐蝕速率非常之慢，在理想情況下每１００萬(wàn)年才能腐蝕１厘米。但是在實(shí)際應(yīng)用中，腐蝕往往在某處產(chǎn)生和擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整塊不銹鋼的腐蝕。


此前有很多理論認(rèn)為不銹鋼中的雜質(zhì)導(dǎo)致了腐蝕，但是對(duì)于腐蝕發(fā)生的具體機(jī)制還不很清楚。在最新一期的英國(guó)《自然》雜志上，一個(gè)英國(guó)研究小組報(bào)告了他們對(duì)于不銹鋼腐蝕過(guò)程的研究成果。他們發(fā)現(xiàn)不銹鋼中微小的硫化錳高濃度區(qū)域是導(dǎo)致不銹鋼腐蝕的元兇。


腐蝕發(fā)生處并不是隨機(jī)的，它們總是產(chǎn)生在小塊硫化錳周圍幾百納米的區(qū)域。科學(xué)家的研究表明，在不銹鋼制造過(guò)程中，硫化錳在局部產(chǎn)生高濃度的聚集，導(dǎo)致在其周圍區(qū)域中鉻元素濃度的降低。鉻元素和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生鉻的氧化物能夠起到防止腐蝕的作用。低濃度的鉻區(qū)域最先產(chǎn)生腐蝕，然后腐蝕會(huì)逐步擴(kuò)大到整塊不銹鋼。在含有鹽的水中，這個(gè)過(guò)程會(huì)變得更加迅速。

這個(gè)研究小組經(jīng)過(guò)了２０多年的研究才得出了不銹鋼腐蝕原因的答案。專家認(rèn)為，這一研究成果有助于改善不銹鋼的性能。