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    不锈钢耐大气腐蚀性能分析
    发布者:不锈钢管厂(www.ruthmania.com) 发布时间:2022/7/10 阅读:22

     使用不锈钢的建筑物的内外部装潢、汽车的铸模件、铁道车辆的车厢外壳等,都利用了不锈钢的耐锈性(耐大气腐蚀性)这个优点。但在日本,因为用于沿海地区的情况较多,所以随着用于屋外情况的增多,生锈成为了一大问题。

     

     不锈钢在大气中出现的锈,是由于出现铸锭坑或完全腐蚀以及随之生成的腐蚀生成物的附着而造成外观损坏的现象。这种锈是从轻度的斑痕状的锈逐渐向红锈转化。在实际应用过程中,一般是由于氯化物的附着而形成了铸锭坑,但在工业地带,二氧化硫气体是造成腐蚀的主要原因,特别13Cr钢、17Cr钢中经常出现由此而产生的完全腐蚀现象。但如同沿海工业地带一样,如果存在氯化物的情况下还受到二氧化硫气体的影响,如森冈(1960年所指出的,由于HSO5离子的氧化作用,不锈钢对点腐蚀变得敏感,所以18Cr-8i钢也容易出现生锈现象。此外,其他大气污染因子如NO3、NO2离子也有抑制点腐蚀的作用。只是,由于二氧化硫气体等造成的大气污染的影响,随着大气环境的纯净化,正在逐渐减少。

     

      不锈钢在大气中的腐蚀,大多数都是以铸锭坑的出现为起因的。虽然可以活用有关耐大气腐蚀性的研究结果和经验,但从重视外观这一方面来看,对不锈钢耐大气腐蚀性的评价一般是根据其外观来进行的,作为评价的补充,还可用腐蚀的减少、铸锭坑的深度来加以评价。不锈钢耐大气腐蚀性试验通过曝露在大气中进行,特别在美国,1946年公布了由Wesley等进行的13Cr、17Cr和18Cr-8Ni 钢长达15年的曝露试验的结果;1956年公布了由Copson 进行的有关16种不锈钢长达12年的曝露结果,以及有关改变了Ni和Cr含量的Fe-Cr-Ni合金长达26年的曝露试验的结果。

     

      在日本国内,1962年,崛川等人公布了在日本7个地方(内陆、沿海以及工业地带)进行的长达5年的把各种金属材料在大气中曝露的试验结果。其中,进行了13Cr、18Cr-8Ni、17.5Cr-13Ni-2.5Mo-1Cu和17Cr-12Ni-2.5Mo钢的试验,除13Cr钢之外,只是有一点红锈,也可以无视腐蚀减量,外观也没有太大变化,总之显示了良好的耐大气腐蚀性。之后,1976年,迟泽等公布了在日本国内5个地方(海岸、临海工业、城市工业、田园、城市住宅)把经不同加工(2B、No.4、HL)的SUS430、SUS304 和SUS316不锈钢在大气中曝露长达8年的试验结果,如图5.2所示。图5.2显示曝露地域的影响比钢种的影响更大,此外显示了在临海工业地带曝露的SUS430不锈钢试验片的附着物下面,比起铸锭坑有更接近完全腐蚀的腐蚀形态。

     

      之后,还公布了很多曝露试验的结果,表明了一般钢种受环境和表面加工的影响。其中,吉井等(1988年)公布了把有代表性的5个钢种(SUS410S、430、434、304和316)改变表面加工状态(2B、BA和No.4),并在国内10个地方(海岸、沿海工业、市街、田园)曝露长达10年的试验结果,并通过外观参量、腐蚀量和最大蚀孔的深度来加以评价;特别考虑到用于屋外材料的机能性,根据蚀孔的深度推测了40年后的耐久性。图 5.3 显示了SUS304不锈钢的10年间的变化,外观参量、蚀孔深度在曝露初期稍微明显,但之后的变化比较缓慢。腐蚀性强地区的SUS304不锈钢的蚀孔深度,大约有0.13mm以下。此外还确认了这5种不锈钢在大气腐蚀中受表面加工、钢种的影响比较小。根据推测,40年后的SUS304不锈钢的侵蚀深度最大也只有0.18mm,显示了其作为建筑材料优良的耐大气腐蚀性。

     

      佐藤等(1990年)公布了在工业地区、都市郊外、田园地带、海岸地带等5个地方,把10种奥氏体钢、铁素体系不锈钢,两种双相系不锈钢共计28种商品不锈钢在大气中曝露长达10年的试验结果。其中对于不锈钢的生锈,所曝露的地点的影响最大,而光泽的保持情况很好,蚀孔的深度在第二年以后也很少有变化。

     

     此外,由于表面处理的影响,化学生色不锈钢的耐蚀性良好,海岸地带的重量变化与其他表面加工(2B、BA和No.4、HL)相比较少。他们在1996年又公布了经过了15年后的试验结果,这些倾向并没有太大变化。

     

    上述的曝露试验的评价,主要是对曝露表面进行的评价,但实际的建筑物,经常出现屋檐下生锈的情况,所以也对不同的位置做了试验。小野等(1995年),使用SUS304、SUS316、SUS304含氟的树脂涂饰材料、20Cr-18Ni-6Mo-0.2N钢和钛,制作了模拟屋檐端、屋檐里和屋檐下等部位的试验片,在离冲绳海岸大约50m的地方进行了长达两年的曝露试验。其结果是,SUS304不锈钢和SUS316不锈钢的所有部位都生锈了,生锈程度是以屋檐里面>屋檐下面>屋顶面>屋檐端面的顺序排列的,这个顺序和海盐的附着量相对应。而且,含氟的树脂涂饰材料一般在屋檐里面和屋檐下面生锈;此外20Cr-18Ni-6Mo-0.2N钢有铁粉附着的点状锈,但其本身不生锈,具有良好的耐大气腐蚀性。

     

     枥原等(1997年)制作了模拟屋顶和屋檐的SUS430不锈钢试验片,对于把屋檐角度变换15°~60°的屋檐部位,在沿海地区曝露1年的结果是,屋檐部比屋顶部更容易生锈,屋檐部位的点腐蚀的深度、直径、个数都很大很多,而且屋檐倾斜面越大生锈程度越激烈。此外,根据对环境因子的分析,他们认为屋檐部位容易生锈的原因是,曝露部位附着氯离子含量多,附着的海盐粒子易引起生锈,环境相对湿度时间较长。


     

     
     

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