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相信一定有人好奇过，不锈钢为什么叫“不锈钢”？难道它真的能不生锈，不被腐蚀吗？金属腐蚀一直是各行各业的头疼事，但是在不锈钢出现之后，就很大程度解决了金属腐蚀问题。 + X* `( ?3 R4 @6 y$ `( Z$ L
事实上，不锈钢并不是真正的不被腐蚀，只是腐蚀速率比一般的金属要缓慢。下面就详细揭秘不锈钢“不锈”的原因。 p/ ~- {+ D0 J! a; q- M; G
$ N; h6 c) `4 ` p4 x不锈钢为何不锈 + s9 r* [: t) `- B+ p1 ?/ w
不锈钢是不锈钢系不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢主要就是指能耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢；耐酸钢是指耐酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢。按钢的组织结构进行分类，不锈钢分可分为：马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢。
( D/ v7 d- i3 o' o 不锈钢耐腐蚀的原因比较有说服力的是钝化膜理论。钝化膜就是在不锈钢表面形成一层以Cr₂0₃为主的薄膜。此薄膜能保护不锈钢基体在各种介质中不被轻易腐蚀。
9 z( X# j8 m; }* `; X0 N G# C0 h* h 形成钝化膜有两种情况。一是不锈钢本身具有自钝化的能力，这种自钝化能力与铬含量有关，含铬越多自钝化能力就越快；另一种是不锈钢在各种介质的腐蚀过程中形成钝化膜而延缓腐蚀。
" \3 t8 V( i6 J f# Y" e% t0 x. J 不锈钢钝化膜具有抵抗腐蚀的能力，归结于三个特点：一是钝化膜极薄，当铬含量大于10.5%时，薄膜一般只有几个微米；二是钝化膜的比重大于基体的比重；三是钝化膜的铬浓度比基体高的多。前两个特点说明钝化膜具有良好的化学稳定性、致密、缺陷少和与基体结合牢固的特性，使得腐蚀介质很难穿过此膜腐蚀不锈钢的基体，从而起到保护基体的作用。第三个特点则说明钝化膜具有较高的耐腐蚀性。
) [" @; m. n( k) |; }7 u钝化膜的破坏形式 , x. t4 ~% J. L/ @
钝化膜中存在内应力。形成应力的原因是多方面的，包括氧化膜成长产生的应力、相变应力和热应力。内应力达到一定程度时，可以由膜的塑性变形、金属基体的塑性变形、氧化膜与基体分离、氧化膜破裂等途径而得到部分或全部松弛。钝化膜破裂的几种形式，见图1-1。 $ o; K: q- q3 f! ~/ Z5 b% d
图1-1中的(a)是钝化膜在金属基体表面生长时，在膜与基体之间存在空气，从未形成空泡；而空泡破裂后就形成了图(b)；图(c)中存在于钝化膜中气体会形成微泡，能使膜遭到破坏；如果钝化膜与基体结合不够牢固的话，膜就会从基体表面脱落见图(d)；图(e)中膜会被其他物质切而导致膜裂；图(f)说明在金属的角和棱上的钝化膜不够致密、有缺陷，会导致钝化膜在此位置上裂开。
6 ?1 R4 l# M$ H氧化膜的生长规律 9 N) D( f7 @$ \& m( y
膜的生长可用膜厚y表示：
! R8 N6 W6 i4 W9 O. ~- E3 | (1)直线规律 " L( M( U: R) K. x+ i! D
y=kt
* z: n$ \, G9 R6 \: @9 Z" Y9 n 式中表示膜厚随时间的变化的关系，此规律反映表面氧化膜多空、不完整,对金属的进一步氧化没有抑制作用。
0 ~. o! r* u/ j (2)抛物线规律
* M, _1 e8 M$ }/ e9 p: G' z y2=kt
9 ]3 N& U5 b4 _* y$ }) \5 a2 u 符合此规律的氧化膜是致密的，能对金属起到保护作用。氧化速度dy/dt与膜厚y成反比，这表明氧化受离子扩散通过表面氧化膜的速度所控制。
8 ?2 ^/ j& ]8 W2 v/ L (3)对数规律 $ Y/ t3 f# E0 q; W B" j0 ^
y=k₁lgt+k₂ (t>to)
. l% D' s5 ^7 w 在温度比较低时，金属表面上形成极薄的氧化膜，就足以对氧化过程产生很大的阻滞作用，使膜厚的增长速度变慢，在时间不太长时膜厚实际上已不再增加。在这种情况下，膜成长符合对数规律。 7 Y6 m# ?+ B: i# W
防止不锈钢的腐蚀具有现实意义，能有效降低企业的损失，使设备能安全运行，防止泄露等事故的发生，保证经济和人身安全。
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发表于 2016-4-28 15:09:13
