不銹鋼的表面分析

俄歇電了能譜（AES）法和X射線光能譜（SPS）法都可用于不銹鋼表面分析，從而確定不銹鋼管內(nèi)外表面耐腐蝕能力。AES法的分析直徑非常小，可以小于20nm，它的最初功能是作為元素的辨認(rèn)。XPS法的分析直么大約10μm，主要用于確定臨近表面元素的化學(xué)狀態(tài)。

用AES和XPS探測儀對機(jī)械拋光的已暴露在大氣中316不銹鋼表面進(jìn)行掃描的結(jié)果表明，對不銹鋼金剛表面分析總深度最典型的為15nm，并且提供了有關(guān)鈍化層的成分、厚度及它的耐腐蝕能力等。

根據(jù)定義，奧氏體不銹鋼含有高鉻和鎳，有的含鉬（如316L00Cr17Ni14Mo2）、鈦等，一般含有10.5%的鉻以上具有較好耐腐蝕能力。耐腐蝕是因?yàn)楦汇t鈍化層具有保護(hù)性能的結(jié)果，鈍化層通常為3-5nm厚，或相當(dāng)于15層原子那樣厚。鈍化層是在鉻和鐵被氧化的氧化-還原反應(yīng)過程中形成的，如果鈍化層遭破壞，又會迅速形成新的鈍化層和/緊隨著發(fā)生電化學(xué)腐蝕，會出現(xiàn)不銹鋼深層點(diǎn)蝕及晶間腐蝕。鈍化層耐腐蝕能力與不銹鋼中所含化學(xué)成分含量有關(guān)，如高鉻、加鎳與鉬等都能提高鈍 化層結(jié)合能電勢，加強(qiáng)鈍化層耐腐蝕能力；并與不銹鋼管內(nèi)表面處理及使用流體介質(zhì)有關(guān)。

二、不銹鋼管表面腐蝕情況

1、在含Ci-介質(zhì)中不銹鋼表面鈍化層容易被破壞，這是因?yàn)?/span>Ci-氧化電勢能較大。如果鈍化層印化層僅僅在金屬就將繼續(xù)腐蝕下去。在很多情況下，鈍 化層僅僅在金屬表面的局部地方被破壞，腐蝕的作用在于形成細(xì)小的孔或凹坑，在材料表面產(chǎn)生無規(guī)律分布的小坑狀腐蝕稱為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕速率隨溫度升高而增加，隨濃度增加而增加。解決方法是用超低或低碳不銹鋼（如用316L 304L）

2、奧氏體不銹金剛在制造和焊接時不銹鋼表面鈍經(jīng)層容易被破壞。制造和焊接時加熱溫度和加熱速度在不銹鋼敏化溫度區(qū)域（約425-815℃）時，材料中過飽和碳就會在晶粒邊界首先析出，并與鉻結(jié)合形成碳化鉻Cr23C6，此時碳在奧氏體內(nèi)的擴(kuò)散速度比鉻擴(kuò)散速度大，鉻來不及補(bǔ)充晶界由于形成碳化鉻而損失的鉻，結(jié)果晶界的鉻含量就就隨碳化鉻的不斷析出而不斷降低，形成所謂的貧鉻區(qū)，使電墊能減弱，鈍化層耐腐蝕能力下降。當(dāng)與介質(zhì)中Ci-等腐蝕介質(zhì)接觸時，就會引起微電池腐蝕。雖然腐蝕僅在晶粒表面，但卻迅速深入內(nèi)部形成晶間腐蝕。特別不銹鋼管在焊接處理部位較為明顯。

3、應(yīng)力腐蝕裂紋：是靜應(yīng)力和導(dǎo)致裂紋與金屬脆化的腐蝕共同的作用。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋破破壞的環(huán)境通常是相當(dāng)復(fù)雜的。不僅是拉伸應(yīng)力，而這種應(yīng)力和由于制作、焊接、或熱處理在金屬中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力的組合。