1Cr18Ni12和0Cr18Ni9Cu3兩種不銹鋼的耐蝕性很相近,在濕汽、鹽霧及海洋大氣中抗銹性均很好,在很多種有機和無機的化學介質、食品及消毒液中,其耐蝕性均良好,對硝酸耐蝕性較好,對硫酸只在較小程度上耐蝕,而不耐鹽酸及其他鹵化物酸的腐蝕。在三種代表性的腐蝕環境中0Cr18Ni9鋼和0Cr18Ni9Cu3鋼耐蝕性的對比列于表4-53,可看出兩者的耐蝕性基本相當。
表4-53? 0Cr18Ni9和0Cr18Ni9Cu3鋼的耐蝕性,mm/a
實驗條件 65%HNO3沸48h 5% H2SO4,沸48h 1%HCL,沸,48h
0Cr18Ni9Cu3 0.45 5.5 4.3
0Cr18Ni9 0.30-0.60 3.0-15.0 3.0-10.0
由于這兩種不銹鋼碳含量較高,故當其在450-900℃溫度區間內加熱或緩慢冷卻通過該溫度區間時,鉻的碳化物就會沿晶界析出,導致耐晶間腐蝕性能下降。因此在設備制造和應用中應盡力避免這種情況。實在無法避免時,需視使用條件酌情再度固溶處理,以恢復材料良好的耐蝕性。
僅含鉻的Cr17型鐵素體不銹鋼,如1Cr171Cr17Ti,0Cr17Ti00Cr17Ti當在含有Cl-的水介質中使用時,常常由于耐腐蝕和孔蝕性能不好而受到限制。含鉬的Cr18Mo2型不銹鋼不僅可彌補無鉬Cr17型鋼的此種不足,而且其耐醋酸等有機酸腐蝕的性能也會顯著提高。因此,Cr18Mo2 型鋼即可用于耐弱介質孔蝕的換熱設備,也可用于耐醋酸等用途中。由于碳、氮含量較前述1Cr17Mo2Ti為低,因此,00Cr18Mo2和高純Cr18Mo2具有遠較1Cr17Mo2Ti為佳的塑、韌性和可焊性。
含C+N≤150ppm的高純Cr26Mo1 鐵素體不銹鋼是高純鐵素體不銹鋼中發展早的一種。它的性能特點是脆性轉變溫度低;耐氯化物和含氧化劑(NaClO3)和NaOH的應力腐蝕性能好,主要用作耐酸、堿設備以及各種水冷換熱設備和隔膜法固堿降膜蒸發器等。
00Cr18Ni14Mo2Cu2系在00Cr17Ni14Mo2基礎上加入約2%Cu而發展起來的, 在稀硫酸、磷酸等還原性酸中以及在醋酸、甲酸等有機酸中,其耐蝕性優于00Cr17NI14Mo2和00Cr19Ni13Mo3。此鋼系耐稀硫酸腐蝕的較好材料,在室溫、中等濃度的硫酸中耐蝕性亦佳。它是制造化工、化肥、化纖設備的重要耐蝕材料,可用作焊接結構件和管道、容器等。
此鋼種與00Cr18Ni14Mo2Cu2鋼相比,由于碳含量高且加入碳化物形成元素Ti,在具有較高強度的同時,其耐晶間腐蝕性能良好。加之此鋼鎳含量高,組織更加穩定,不存在鐵素體,熱塑性好,因而較00Cr18Ni14Mo2Cu2更適于生產管材。此鋼的耐蝕性在硫酸等還原性介質中要較00Cr18Ni14Mo2Cu2鋼為優。由于它在磷酸、中溫中等濃度硫酸中耐蝕性優良,故多用于制造酸洗、合成橡膠、人造絲浸槽等與硫酸相接觸的設備。
不銹鋼有一個基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時,該元素通過自發形成一種穩定的、透明的鈍化膜來延緩腐蝕。較高的合金含量可通過強化薄膜和快速自我修復薄膜來提高抗腐蝕性。商業品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。
圖4-4所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環區(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴大至約16-18% 。特別應該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴大穩定奧氏體的范圍。圖4-5表明了碳和氮元素的加入對邊界移動的影響。
如果不銹鋼在加熱和冷卻過程中通過γ相區。它經過鐵素體——奧氏體——馬氏體轉變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過熱處理使其硬化。
另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒有奧氏體形成元素)位于γ環的外邊,保留了鐵素體結構,但通過熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結構)稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。