1.腐蝕的種類和定義
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合理的選材而予以避免的。
應(yīng)力腐蝕開裂（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。應(yīng)力腐蝕開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)力腐蝕開裂的應(yīng)力值，要比沒有腐蝕介質(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，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應(yīng)力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，將包含有應(yīng)力腐蝕開裂的特征區(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：是一種導(dǎo)致腐蝕的局部腐蝕形式。
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。
縫隙腐蝕：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。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題并不怎么令人擔(dān)心，因?yàn)椋@種腐蝕通?？梢酝ㄟ^簡單的浸泡試驗(yàn)或查閱腐蝕方面的文獻(xiàn)資料而預(yù)測它。
2.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，適用于對冷成型性要求高的各種場合。
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是一種適用于核動力工業(yè)的不銹鋼，對鉭和鉆的合量有著一定的限制。
不銹鋼不但具有良好的耐腐蝕性能，而且具有良好的外觀等多種特性，不銹鋼的應(yīng)用范圍越來越廣泛。下表是關(guān)于不銹鋼的應(yīng)用方面的簡單事例圖：
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行業(yè) |
主要使用事例 |
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汽車用 |
外裝部品 |
| 熱裝部品 |
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FLATWARE（一種器皿） |
SPOON（勺）、FORK（叉）-出口或內(nèi)銷 |
| 刀類-出口或內(nèi)銷 |
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HOLLOWWARE餐具（二種器皿） |
深拉加工（DDQ）-拉伸比大于1.5 |
| DRAWING（一般拉伸）-拉伸比小于1.5 |
| PRESS（沖壓） |
| SPINNING（旋壓） |
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廚房設(shè)備 |
洗滌槽（SINK）一般拉伸材（表面要求高） |
| 煤氣灶-表面要求高 |
| 電冰箱（冰柜內(nèi)膽） |
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電器用具 |
洗衣機(jī)、烘干機(jī) |
| 微波爐 |
| 電子部件（無磁性） |
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鋼管用 |
裝飾管 |
| 構(gòu)造管（工業(yè)用） |
| 排管用 |
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建筑材料 |
MIRROR（鏡面材） |
| 再研磨 |
| 電梯 |
| 建筑內(nèi)外裝飾材 |
| 窗戶、門材 |
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化學(xué)設(shè)備 |
熱交換器 |
| 鍋爐、罐 |
| 化學(xué)工業(yè)爐 |
| 化學(xué)設(shè)備部件 |
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一般用途 |
REROLL（再軋鋼用） |
| 高硬度用 |
| 加工廠用 |
| 市場流通用 |
| 特殊用途 |
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運(yùn)輸設(shè)備 |
集裝箱 |
| 鐵道車輛 |
1.不銹鋼在建筑業(yè)中的應(yīng)用
近年來，應(yīng)用不銹鋼作為建筑材料正日益廣泛。使用越來越廣泛有著多方面的原因，其中包括對材料更好的了解、企圖更新某些設(shè)計(jì)，設(shè)想生產(chǎn)出一種既耐久又無需維護(hù)的結(jié)構(gòu)材料等。
早期，不銹鋼用于建筑方面只局限在某些場合，即在過去認(rèn)為沒有適當(dāng)材料的場合建筑師們正在尋求一種有特殊作用的新材料。實(shí)際上許多這樣的場合，不銹鋼已長期被使用而其效果已經(jīng)經(jīng)過長期不斷地對不銹鋼的沖刷作用，使生產(chǎn)廠家相信不銹鋼材料用于室外場合甚至在高腐蝕性氣體的條件下也不腐蝕。
由于不銹鋼具有耐用和幾乎無需要維護(hù)表面這兩種特性，促使人們較以往任何時(shí)候都更加重視其應(yīng)用。大多數(shù)建筑材料的價(jià)格都在一定比例迅速上漲，而有許多材料的漲價(jià)又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過不銹鋼材料。為保養(yǎng)和維持建筑物內(nèi)外結(jié)構(gòu)處于良好狀態(tài)的費(fèi)用更加猛漲得驚人。今天的建筑師必須認(rèn)真地考慮建筑物的全部情況。如果建筑物長年需要更換或維修，那么建筑師的設(shè)計(jì)是失敗的。
近年來，游泳池的墻壁已采用不銹鋼。長期以來采用的主要材料混凝土需要每年修補(bǔ)和涂刷，尤其是在北方地區(qū)．用碳鋼并加涂層建造的游泳池每年也需要大面積的擦洗和涂刷，上述兩者都增加了游泳池一筆可觀的使用開支。當(dāng)游泳池采用不銹鋼材料（304型，2B光潔度）做側(cè)壁時(shí)，擦洗就很簡單，只需用水和肥皂便能很快洗凈?，F(xiàn)在的游泳池常常采用不銹鋼槽壁和混壓土池底，池底用混凝土主要是為了防滑。
某些建筑物的墻壁用304型，8級鏡面拋光的不銹鋼作材料?；ハ噙B接的不銹鋼板都經(jīng)過拋光和著色打磨使墻壁具有一致的色凋和反光性。為了防止油垢，大面積的不銹鋼板的露出部分（茸腳）安裝在由使鍍鋅板和壓縮板組成的厚夾層中。拋光的不銹鋼板用環(huán)氧樹脂作粘結(jié)劑與鍍鋅鋼板連接固定。
由干不銹鋼能得到很軟的性能，使它右可能用來作屋頂覆蓋層材料。正是因?yàn)檫@種材料容易成形，耐用美觀，故許多建筑師選用不銹鋼不僅單純把它作為一種保護(hù)層，而是作為總體設(shè)計(jì)的組成部分。
某些建筑物（室內(nèi)滑冰場管）用不銹鋼材料建造永平重疊層的屋頂，不僅使該建筑從設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)上美觀大方，而且由于不銹鋼表面的反光作用，使室內(nèi)滑冰季節(jié)得以延長而兔去承擔(dān)不合理的投資。
對于某些特殊結(jié)構(gòu)，往往由于應(yīng)用不銹鋼使許多難題得到解決。比如有一座汽車庫，設(shè)計(jì)時(shí)要求停車庫對停放汽車不僅要有保護(hù)作用且對排出氣體具有良好通風(fēng)作用；同時(shí)還能使一定程度的陽光進(jìn)入車庫，選材既經(jīng)久耐用又無需保養(yǎng)。為滿足上述要求，設(shè)計(jì)者選用6*10in(15*25cm)201型不銹鋼格板,將格板固定在垂直柱子上，使內(nèi)外交錯造成重疊布局．為增強(qiáng)建筑設(shè)汁效果，交錯的外格板上采用浮面光潔度，外圍的成行柱格板采用普通2B光潔度，所有里面的格板均為2D光沽度。這種交借變化的格局使車庫具有一個(gè)生動的外觀。
對于一座建筑物的屋頂結(jié)構(gòu)，其使用壽命和外觀應(yīng)同樣重視。在機(jī)場的餐廳，為了使屋頂美觀，排氣風(fēng)扇都用不銹鋼板遮蓋。在選擇遮蓋材料時(shí)，還特別強(qiáng)調(diào)了材料的不反光性。所選用的村料為304型不銹鋼，粗拋光，低反射性，6級光潔度。對于光沽度的選擇要特別注意到特別由于發(fā)出眩光，防礙飛行員在到達(dá)目的地著陸時(shí)的視線。
辦公大廳的內(nèi)外建筑給構(gòu)中都采用了不銹鋼材料。其建筑措施采用不銹鋼作幕墻。建筑入口處的柱列都包上不銹鋼板，建筑物正面所有窗戶的凈化裝置也都途蓋上不銹鋼。
辦公大廈休息廳上面的無花板是由帶有浮雕的不銹鋼板組成。利用陽模和陰模沖制不銹鋼薄板上的浮凸部分．
不銹鋼不僅使用壽命長，而且是制作俘凸給構(gòu)的好材料，這樣可以加強(qiáng)建筑物的造型美，故往往是廣場的主要標(biāo)志。
不銹鋼作為主要材料用于室外藝末建筑的另一例子是矗立在河畔上有名的拱橋。
不銹鋼材料可以任意選擇。它具有多種不同的強(qiáng)度－重量比以適應(yīng)各類建筑結(jié)構(gòu)要求。此外，不同等級的表面光潔度也為各種不同建筑設(shè)施提供選擇范圍，以滿足實(shí)際需要。建筑師的大膽構(gòu)思，將使不銹鋼在建筑業(yè)上的應(yīng)用日益廣泛。
2.不銹鋼在海洋裝置上的應(yīng)用
各種不同類型的不銹鋼正在日益廣泛和成功地用于各種不同的海洋環(huán)境中。必需指出，在海水中不銹鋼要長期免于腐蝕需要復(fù)雜的防腐工程技術(shù)和大量投資。奧氏體和馬氏體不銹鋼很久以來就用于航海動力裝置上的過熱器管道以及透平機(jī)葉片。在這些裝置中要保持低氯化物含量是很不容易的，因?yàn)楹胶恿ρb置的應(yīng)用技術(shù)與一般發(fā)電裝置的基本原理并無差別。不銹鋼也正在用于遠(yuǎn)洋商船上的大容量化學(xué)容器，其使用情況在某些方面與陸地化工廠的使用條件截然不同。
大多數(shù)不銹鋼牌號在海洋條件下應(yīng)用都能得到滿意的結(jié)果，但不同牌號則對應(yīng)力腐蝕開裂表現(xiàn)敏感。以410型為代表的馬氏體鋼和430型為代表的鐵素體鋼，在海洋條件下，數(shù)月內(nèi)便會生銹。這種均勻銹蝕可通過機(jī)械打磨加以去除。比較受歡迎的不銹鋼是奧氏體不銹鋼，因?yàn)樗目逛P蝕能力較強(qiáng)（但由于應(yīng)力腐蝕開裂則例外）。隨著時(shí)間遷移，奧氏體不銹鋼也會發(fā)黑。如果由于美觀或其它方面的原因，這種發(fā)黑也可以通過打磨去除。不銹鋼在海水中很少會產(chǎn)生均勻銹燭，所以在實(shí)際使用中可不必?fù)?dān)心。
推進(jìn)器 海洋上的拖輪和其它船只上的推進(jìn)器可由鑄造不銹鋼CF－8（相當(dāng)干304型不銹鋼）制成。當(dāng)船只不航行時(shí)，從推進(jìn)器主軸通過軸承到船體，構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)電的金屬回路。相當(dāng)于成分為410型不銹鋼的鑄造推進(jìn)器也經(jīng)常披選用，并在其它方面得到廣泛應(yīng)用如用于破冰船等。
近代不銹鋼技術(shù)的發(fā)展，已開始采用復(fù)相奧氏體－鐵素體不銹鋼 20Cr－8Ni－3.5Mo來鑄造遠(yuǎn)洋巨輪上大型推進(jìn)器（重達(dá)3000kg）。
經(jīng)常在港口工作的船只，特別容易遇到海面上的原木或其它浮體而加速推進(jìn)器的損壞。因此，采用奧氏體不銹鋼制作推進(jìn)器能通過矯直或焊接的辦法而得到修復(fù)，這是選材上一個(gè)值得重視的問題。
泵 早已觀察到離心泵在海水工作的條件下，如采用不銹鋼構(gòu)件，則能顯示出一定的可靠性。在保持流動的海水中，采用CF—8M鑄造不銹鋼葉輪（其成分相當(dāng)于316型不銹鋼）以及用316型不銹鋼作主軸，可以不出任何問題。當(dāng)水泵停止工作時(shí)，縫隙腐蝕和點(diǎn)腐蝕很可能就成為嚴(yán)重問題。但如果來用較為活潑而又易銹的鑄鐵制造一個(gè)壁厚相當(dāng)大的泵箱時(shí)，則鑄鐵在停機(jī)時(shí)間能起到陰極保護(hù)作用。當(dāng)泵工作時(shí)，鑄鐵箱的陰極保護(hù)作用下一定能使下銹鋼極化，但流動的水維待了陰極保護(hù)作用。此外，長期工作的泵可能由于交替使用，既有時(shí)海水更換成淡水而起到防護(hù)作用。
散裝容器 不銹鋼一直被用來作為貨運(yùn)中的散袋容器，用以裝載液化天然氣體（LNG），化學(xué)藥品、飲料等。貨運(yùn)中盛LNG的容器習(xí)慣采用304L型不銹鋼，其目的不是為了耐腐蝕而是考慮到在低溫狀態(tài)下的機(jī)械性能。
對于海運(yùn)化學(xué)制品的容器，采用不銹鋼的目的主要是考慮到它的耐腐蝕性，這與陸地化學(xué)制品的儲運(yùn)是不同的。如果船只屬于一般不定期貨輪，則運(yùn)載化學(xué)制品的容器也可以運(yùn)輸任何物品，從醋酸、糟漿到二甲苯。一般都用316L型不銹鋼作閥門、貨運(yùn)泵、管遭、加熱盤管以及容器本身。容器可以由整體不銹鋼組成或用碳鋼包復(fù)上一層0．06～0.08in （1.5—2.0mm）的不銹鋼板制成。在使用之前，必須進(jìn)行細(xì)致的檢查板材是否有缺陷并進(jìn)行徹底的清潔處理和鈍化處理。
實(shí)驗(yàn)表明裝有化學(xué)制品的客器允許用海水進(jìn)行沖洗，但隨后必?zé)┖芸煊玫疀_洗。對于在容器內(nèi)的任何不銹鋼加熱裝置，當(dāng)氯化物未徹底沖刷掉以前，切莫啟動以防產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂。 化學(xué)制品容器設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)考慮用來盛海水因?yàn)檫@樣做會導(dǎo)－致產(chǎn)生縫隙腐蝕的危險(xiǎn)。如果設(shè)計(jì)方案中規(guī)定非用來盛海水不可，那么就必須考慮采取陰極保護(hù)系統(tǒng)以控制縫隙腐蝕的發(fā)展。在這種情況下，不銹鋼容器可能會產(chǎn)生難以去除的石灰質(zhì)沉積物，這是一個(gè)值得重視的問題。
熱交換器 強(qiáng)迫水循環(huán)系統(tǒng)的冷卻器和電站蒸汽冷凝器已廣泛采用奧氏體不銹鋼管道，后者的進(jìn)水口因高度污染而不宜采用銅合金材料。比較受歡迎的好材料為316型不銹鋼。在海岸和港灣地區(qū)，大量外來的團(tuán)塊和淤泥進(jìn)入冷凝器管道，特別容易造成嚴(yán)重障礙，這種情況必須采取措施加以排除。一種合理的措施就是采用橡膠球循環(huán)通過管道中，由于橡膠球能產(chǎn)生擠壓作用從而清理了管壁。當(dāng)海水的流動速度大約為1m／S時(shí)，便可以防止海洋有機(jī)類雜物被吸入，從而保怔了冷凝器管道免于產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕。不同于其它有色合金，采用不銹鋼作冷凝器的管道則不受最大流速的限制，但卻與整個(gè)泵裝置的經(jīng)濟(jì)效果有關(guān)。
O形密封圈 串聯(lián)式電連接器和有關(guān)O形密封圈定位裝置都廣泛采用304型和316型不銹鋼制造，特別是海洋和軍事工程。采用上述材料都能得到滿意的使用效果。O形密封器可通過船體，鋁架或其它因素得到陰極保護(hù)作用。如果沒有陰極保護(hù)作用，O形密封圈的細(xì)糟很快（有些在數(shù)周內(nèi)）就會產(chǎn)生縫隙腐燭而導(dǎo)致嚴(yán)重失效。
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