氮气吹扫仪有效地阻滞了腐蚀过程
氮气吹扫仪氮明显提高奥氏体不锈钢的耐缝隙腐蚀能力。AzumaS等指出:氮的加入抑制了阳极液的酸化和活性溶解。随着氮含量的增加,腐蚀的渗透深度降低,缝隙腐蚀的传播扩展率降低。氮的有益作用可归因于合金化氮形成NH+4从而延长孕育期并降低渗透率.(1)氮明显改善奥氏体不锈钢的钝化性能和耐点腐蚀性能。(2)氮显著提高奥氏体不锈钢的耐缝隙腐蚀性能。(3)超级奥氏体不锈钢在耐点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀性能方面可以和镍基合金C-276相媲美,甚至优于镍基合金。奥氏体钢的层错能越高,晶体内的位错越不易产生平面滑移,而倾向交叉滑移方式,合金中的氢则可跟随位移分布在较大范围,较为均匀,由此降低晶界的脆化。因此,在没有马氏体产生的条件下,层错能越高的奥氏体钢的抗氢脆能力越强,氮气吹扫仪氮含量的增加可能降低了奥氏体钢的层错能,在变形过程中,促使位错做平面滑移的倾向增大,导致氢脆敏感性增加。氮气吹扫仪奥氏体不锈钢敏化态晶间腐蚀的机理主要是贫铬理论,非敏化态晶间腐蚀机理主要是杂质元素偏聚理论.通过降低碳含量可以改善耐敏化态晶间腐蚀性能,降低磷、硫、硅等有害杂质元素含量可以改善耐非敏化态晶间腐蚀性能.但是随着碳含量的降低,一方面奥氏体不锈钢的强度降低,另一方面要保持纯奥氏体组织,需加入更多的镍.加氮可以解决此两方面的问题.大量的研究表明,氮的加入可以提高普通低碳、超低碳奥氏体不锈钢耐敏化态晶间腐蚀性能,在钢中有钼时作用更明显.关于氮的作用机理主要有两种看法:一种认为氮降低了铬在钢中的扩散系数;另一种认为氮阻碍碳化物形核和长大.N对高纯奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀性能影响的机理:(1)高纯奥氏体不锈钢加氮合金化(N≤0.20%)经过各种敏化热处理不会造成晶界贫铬;(2)氮元素在晶界的偏聚以及在含氮高的钢中有氮化铬在晶界析出加速氮气吹扫仪不锈钢非敏化态晶间腐蚀.在钢中加入氮能显著提高不锈钢的耐腐蚀性能，氮含量为0.4～0.5%时不锈钢的耐腐蚀性能达到，氮含量过高或过低时，耐腐蚀性能都有所降低。实验结果表明含氮钢的耐蚀性普遍好于1Cr18Ni9不锈钢。随钢中含氮量增加,奥氏体组织扩大,耐腐蚀性能提高。当含氮量达0.74%时形成完全的奥氏体相。经阳极极化后,含氮钢表面的腐蚀层中奥氏体相比原基体的扩大,膜致密,耐腐蚀性能远远高于原基体。
氮钢比18-8型不锈钢更耐腐蚀的原因分析如下:含氮钢中的N和Mn相配合代替Ni,起着形成奥氏体的作用。显微组织分析结果指出,随氮量增加,奥氏体区扩大。当含氮量达0.74%(N5钢)时已完全形成奥氏体结构。因此,N不但有形成奥氏体的作用,而且还有扩大奥氏体区的作用。根据N5钢较耐腐蚀的结果,可以说这种富集了N、Mn、Cr的奥氏体相是耐蚀相,而且N和金属(例如Cr等)能形成耐腐蚀的氮化物。当钢中这种耐蚀相作为基体且数量大,则钢的耐蚀性就强。N4、N3、N2钢都是以奥氏体为基体,其数量比铁素体多。按理,钢中有奥氏体和铁素体两相会有原电池反应。但从实验结果发现,当含氮钢中不耐蚀相腐蚀后,能在钢的表面形成致密的电阻更大的耐蚀产物膜。N1钢是铁素体为主,在酸性溶液中比18-8型奥氏体不锈钢容易腐蚀,但当极化后,钢表面的氧化腐蚀层致密,且奥氏体区比原来表面扩大,有效地阻滞了腐蚀过程再进行,因此N1钢比18-8型不锈钢更耐腐蚀。随着钢中含氮量增加,氧化腐蚀层变得更致密,奥氏体区扩大,因而耐腐蚀性增强。达到N5号钢的含氮量时,腐蚀层变成致密的透明的薄膜。这说明N不仅在钢中能促进奥氏体区扩大,而且在腐蚀层中也起了扩大奥氏体耐蚀相区的作用。1随钢中含氮量增加,含氮钢的耐腐蚀性提高。含氮钢的耐蚀性普遍好于18-8型不锈钢。N有促使自腐蚀电位变正、提高点蚀电位、促进钢钝化、降低腐蚀速率等作用。2经阳极极化后,钢表面生成致密的氧化腐蚀产物,其组织中奥氏体相比原光亮表面的增加,使其耐腐蚀性远远高于原基体。3N是形成和扩大奥氏体区的主要元素。含氮量增加使奥氏体区扩大,耐蚀性能提高。当氮量达0.74%时,已形成完全的奥氏体相。高氮不锈钢应用前景高氮不锈钢的抗拉强度目前已能达到3600MPa,预计不久的将来可超过4000MPa并同时具有良好的韧性和较高的抗腐蚀性能。具有良好性能的高氮不锈钢已经开始进入商业化应用阶段,如大型火力发电机(300MW以上)护环钢已在发达国家和我国得到广泛应用,而且随着制造工艺技术的进步,制造成本将不断降低,性能进一步提高,高氮不锈钢的应用范围将不断扩大。可以预见,高氮不锈钢在交通运输(汽车、火车、轮船)、建筑(如超高强度钢筋)、宇航空间工业、海洋工程、原子能和军事工业等许多领域将得到广泛应用。新钢种开发方面,具有更高强度、更好耐烛性和更高低温靭性的CrMnN、CrMnMoN.CrMnNiN和CrNiMnMoN等合金系具有较大的发展前景。
