氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理

氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀机理？氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀主要导致点蚀。机理：氯离子很容易吸附在钝化膜上，挤出氧原子，然后与钝化膜中的阳离子结合形成可溶性氯化物，导致暴露体金属上的小凹坑腐蚀。这些坑被称为坑坑。这些氯化物容易水解，这降低了小孔能量溶液的酸碱度，使溶液呈酸性，溶解了一部分氧化膜，并产生多余的金属离子。为了稳定凹坑中的电中性，外部氯离子不断迁移到空间中，进一步水解空间中的金属。在这一循环中，奥氏体不锈钢将持续腐蚀得越来越快，并向孔的深度发展，直到形成穿孔。由于氯离子是一种经常包含在水中的物质，也是一种引起某些合金局部腐蚀的所谓“特征离子”(钝化剂)，当氯离子进入裂缝或腐蚀孔时，还会产生含氢的盐酸，从而加速腐蚀。氯离子被认为是304不锈钢局部腐蚀的主要原因之一。氯离子的存在因其半径小、穿透钝化膜能力强、电负性大而加速了304不锈钢的腐蚀。此外，应力的存在还加速了氯离子对304不锈钢的腐蚀，降低了304不锈钢抗氯离子应力腐蚀的临界浓度。在氯离子存在下，最常见的是点蚀，也称为点蚀，属于电化学腐蚀。点蚀通常发生在上表面形成钝化膜的金属材料上，或者在表面具有阴极涂层的金属上。当这些膜上的某一点受损时，受损区域下的金属基体和膜的未受损区域形成活化钝化的腐蚀电池。钝化表面是阴极，面积比活化面积大得多，因此腐蚀发展得很深并形成孔隙。点腐蚀发生在含有特殊离子的介质中，例如，不锈钢对含卤素离子的溶液特别敏感，其作用顺序为C1-Br1-。这些阴离子在合金表面上的不均匀吸附导致膜的不均匀破坏。氯离子具有很强的穿透力，很容易穿透金属氧化物层进入金属，破坏金属的钝性。同时，氯离子具有非常小的水合能，并且容易吸附在金属表面，取代保护金属的氧化物层中的氧并损坏金属。点蚀发生在某个临界电位以上，该电位称为点蚀电位(或断裂电位)，用Eb表示。如果极化曲线被扫回，并且达到对应于无源电流的电位Erb，则称为再钝化电位(或保护电位)。高于该值，点蚀发生并迅速发展。在电子束和erb之间，已经出现的蚀刻孔继续发展。这种腐蚀形式取决于阳极和阴极的面积比。如果阳极的位置不随时间变化，并且阳极的面积比阴极的面积小得多，阳极的电流密度非常大，因此腐蚀速度相对较快，并且会发生点蚀。尽管点蚀损失很小，但由于阳极面积小，腐蚀速度非常快。在严重的情况下，会导致设备穿孔，大量的油、水和气体泄漏，有时甚至发生火灾、爆炸等严重事故，具有极大的危险性。点蚀会加剧晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳。在许多情况下，点蚀是这些类型腐蚀的根源。氯化物应力腐蚀开裂简介氯化物应力腐蚀开裂是奥氏体钢炉管非常常见的开裂形式。当由不同材料制成的奥氏体钢炉管发生开裂时，介质中的氯化物浓度变化很大，一般在30ppm以上，但一些敏感钢，如304钢，可能在几ppm甚至更低的浓度下腐蚀和开裂。在某些情况下，尽管介质中的氯化物浓度相对较低，但由于某些不规则表面上的局部浓度，也会导致应力腐蚀开裂。溶解氧的存在会加速腐蚀。大多数奥氏体钢的应力腐蚀开裂发生在75以上。当温度低于50时，氯离子将钝化金属转化为活化状态的机理大致可分为两种观点。(1)根据成相膜理论，由于氯离子半径小，渗透能力强，最有可能穿透氧化膜中的微孔到达金属表面，与金属相互作用形成可溶性化合物，从而改变氧化膜的结构，造成金属腐蚀。(2)吸附理论认为氯离子是一种活性很强的阴离子，具有很强的被金属吸附的能力。它将优先被金属吸附，并将从金属表面除去氧。因为氧决定了金属的钝化状态，氯离子和氧争夺金属表面的吸附点，甚至可以在吸附中取代钝化离子，与金属形成氯化物。氯化物在金属表面的吸附是不稳定的，会形成可溶性物质。氯离子的存在直接破坏了金属的钝化状态。这导致加速腐蚀。1.点蚀非金属夹杂物，如硫化物、氧化物等。不同程度地存在于任何金属材料中。材料表面的这些非金属化合物在氯离子的腐蚀作用下会很快形成点蚀。然而，一旦形成坑，坑外的氯离子将由于电池的阻挡而迁移到坑内，而坑内带正电的金属离子将迁移到坑外，从而形成电化学腐蚀。由于氯离子的原子半径很小，金属中的任何非金属夹杂物和焊接缺陷都将成为氯离子渗透的腐蚀源。对于低合金含量且不含钼的不锈钢材料，尽管表面具有相对致密的氧化膜，但是对于低合金含量且不含钼的不锈钢材料，尽管表面在氯离子的作用下容易发生点蚀，但是会诱发应力腐蚀。在不锈钢材料中，添加钼的材料比不添加钼的材料具有更好的抗点蚀性能。钼含量越高，抗点蚀性能越好。点腐蚀是应力腐蚀的根源。当钢中钼含量大于或等于3%时，可以防止氯离子渗透到材料基体中。在奥氏体不锈钢中，镍的主要作用是形成和稳定奥氏体，使钢获得完整的奥氏体结构，提高材料的韧性，同时能起到很好的抗氧化腐蚀能力。然而，普通奥氏体钢中的镍在氯腐蚀环境中不能抵抗点腐蚀。2.隙间腐蚀缝隙腐蚀的机理与点蚀的机理相同，点蚀是由于缝隙中的电池被堵塞而引起的氯离子富集。这种腐蚀通常发生在法兰垫圈、搭接接头、螺栓和螺母的间隙，以及换热管和管板孔之间的间隙。间隙腐蚀与间隙中静态溶液的浓度有很大关系。一旦存在间隙腐蚀环境，诱发应力腐蚀的可能性非常高。3.金属超应力引起的腐蚀cl-对奥氏体不锈钢的应力腐蚀具有极大的破坏性。奥氏体不锈钢应力腐蚀的重要变量是温度、介质、非金属夹杂物的形态/尺寸和分布以及加工应力的影响。应力腐蚀的断裂方向通常垂直于应力的作用，并以树枝状延伸。应力来源于冷变形、焊接和钝金属撞击后的残余应力等。这些应力的产生破坏了金属内部的稳定结构，导致晶粒在应力方向上的位错和滑动台阶的形成。这些滑动台阶的组合带来了氯吸附和渗透的机会。抗氯化物应力腐蚀试验1在上述腐蚀环境中，超纯铁素体