耐热钢铸件的腐蚀机理
耐热钢铸件的腐蚀机理主要包括以下几个方面:
氧化铬保护层的形成:在高温环境下,耐热钢中的铬元素会与氧气反应,形成一层致密的氧化铬(CrO)保护层。这层保护层能有效隔绝基体与腐蚀性介质的接触,减缓氧化和硫化腐蚀速率。
抗高温硫化腐蚀:在含硫环境中,普通钢材容易与硫反应生成低熔点的硫化物,导致材料剥落。而耐热钢中的高铬含量能优先形成稳定的硫化铬/氧化铬复合层,抑制硫的渗透破坏。
耐磨与抗热疲劳性能:耐热钢通过碳化物强化相的弥散分布,提升了硬度和抗颗粒冲刷能力。同时,其良好的热导率与延展性降低了热应力裂纹的产生。
高温抗氧化性:耐热钢在高温环境下能形成致密的、自愈的氧化膜,有效地阻止氧化物和高温气体的侵蚀,延长材料的使用寿命。
耐腐蚀性:耐热钢具有良好的耐酸碱性能,能有效抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀。同时,在低温条件下也具有良好的耐腐蚀性。
动态氧化保护机制:耐热钢中的铬元素形成的氧化膜在高温下可自我修复,延缓氧化剥落。
耐介质腐蚀性:耐热钢在石化、冶金等领域中,能抵御各种腐蚀介质的侵蚀,如SO2、HS等。
特殊元素的作用:耐热钢中添加的钼、镍、硅等元素,可以进一步提高材料的耐高温、耐腐蚀性能。
材料成分和微观组织结构的影响:耐热钢的腐蚀与其化学成分、金相组织、零件的表面特性等因素有关。不同的使用条件、不同的腐蚀环境,腐蚀过程、机理不同,腐蚀形式也不相同。
电化学腐蚀:耐热钢中的不同相具有不同的电极电位,与电解质溶液接触过程中,形成微电池,促进腐蚀。