如何用合金化提高鋼耐蝕性

A. 不銹鋼是怎麼加工的

各產品由於用途的不同，其加工工藝和原料的品質要求也不同。

不銹鋼製品的不同，其要求原料厚度公差也各不相同，象二類餐具和保溫杯等，厚度公差要求較高，為-3~5%，而一類餐具厚度公差要求-5%，鋼管類要求-10%，賓館用冷櫃用材厚度公差要求為-8%，經銷商對厚度公差的要求一般在-4%~6%間。

同時產品內外銷的不同也會導致客戶對原料厚度公差要求的不同。一般出口產品客戶的厚度公差要求較高，而內銷企業對厚度公差要求相對較低（大多出於成本方面考慮），部分客戶甚至要求-15%。

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一、結構成分

不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低，因此，大多數不銹鋼的含碳量均較低，最大不超過1.2%，有些鋼的ωc（含碳量）甚至低於0.03%（如00Cr12）。

不銹鋼中的主要合金元素是Cr（鉻），只有當Cr含量達到一定值時，鋼材有耐蝕性。因此，不銹鋼一般Cr（鉻）含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。

二、鋼的編號和表示方法

1、用國際化學元素符號和該國的符號來表示化學成份，用阿拉伯字母來表示成份含量：

如：中國、俄國 12CrNi3

2、用固定位數數字來表示鋼類系列或數字；如：美國、日本、300系、400系、200系；

3、用拉丁字母和順序組成序號，只表示用途。

中國的編號規則

4、採用元素符號

5、用途、漢語拼音，平爐鋼：P、 沸騰鋼：F、 鎮靜鋼：B、甲類鋼：A、T8：特8、GCr15：滾珠。

B. 怎樣提高鋼結構廠房的耐腐蝕性

提高鋼結構廠房耐腐蝕性的方法塗層法：1塗層法防腐蝕性一般不如長效防腐蝕方法（但目前氟碳塗料防腐蝕年限甚至可達50年）。所以用於室內鋼結構或相對易於維護的室外鋼結構較多。它一次成本低，但用於戶外時維護成本較高。塗層法的施工的第一步是除銹。優質的塗層依賴於徹底的除銹。所以要求高的塗層一般多用噴砂噴丸除銹，露出金屬的光澤，除去所有的銹跡和油污。現場施工的塗層可用手工除銹。塗層的選擇要考慮周圍的環境。不同的塗層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。塗層一般有底漆（層）和面漆（層）之分。底漆含粉料多，基料少。成膜粗糙，與鋼材粘附力強，與面漆結合性好。面漆則基料多，成膜有光澤，能保護底漆不受大氣腐蝕，並能抗風化。不同的塗料之間有相容與否的問題，前後選用不同塗料時要注意它們的相容性。塗層的施工要有適當的溫度（5～38℃之間）和濕度（相對濕度不大於85%）。塗層的施工環境粉塵要少，構件表面不能有結露。塗裝後4小時之內不得淋雨。塗層一般做4～5遍。乾漆膜總厚度室外工程為150μm，室內工程為125μm，允許偏差為25μm.在海邊或海上或是在有強烈腐蝕性的大氣中，乾漆膜總厚度可加厚為200～220μm。2陰極保護法：在鋼結構表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用於水下或地下結構。

C. 提高金屬耐蝕性的基本途徑有哪些

（1）表面塗保護膜，如在金屬表面塗油漆，瀝青等
（2）將金屬與電池負極相連
（3）找替代品，如在輪船甲板上放一些鋅片，腐蝕鋅而保護甲板
（4）將金屬用火鈍化，如咱們用的鋸
（5）製成合金，如不銹鋼
（6）金屬表面自己形成氧化膜，如鋁和銀的表面
（7）鐵質容器可裝濃硫酸
濃硝酸，也是表面鈍化，形成保護膜。
（8）保存在乾燥無氧的環境中

D. 提高鋼結構耐腐蝕能力有哪些措施

（1）耐候鋼：耐腐蝕性能優於一般結構用鋼的鋼材稱為耐候鋼，一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等金屬，使金屬表面形成保護層，以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結構用鋼好。標准為《焊接結構用耐候鋼》（GB4172-84）。
（2）熱浸鋅：熱浸鋅是將除銹後的鋼構件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構件表面附著鋅層，鋅層厚度對5mm以下薄板不得小於65μm，對厚板不小於86μm.從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優點是耐久年限長，生產工業化程度高，質量穩定。因而被大量用於受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結構中。如大量輸電塔、通訊塔等。近年來大量出現的輕鋼結構體系中的壓型鋼板等。也較多採用熱浸鋅防腐蝕。熱浸鋅的首道工序是酸洗除銹，然後是清洗。這兩道工序不徹底均會給防腐蝕留下隱患。所以必須處理徹底。對於鋼結構設計者，應該避免設計出具有相貼合面的構件，以免貼合面的縫隙中酸洗不徹底或酸液洗不凈。造成鍍鋅表面流黃水的現象。熱浸鋅是在高溫下進行的。對於管形構件應該讓其兩端開敞。若兩端封閉會造成管內空氣膨脹而使封頭板爆裂，從而造成安全事故。若一端封閉則鋅液流通不暢，易在管內積存。
（3）熱噴鋁（鋅）復合塗層：這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當的長效防腐蝕方法。具體做法是先對鋼構件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤並打毛。再用乙炔-氧焰將不斷送出的鋁（鋅）絲融化，並用壓縮空氣吹附到鋼構件表面，以形成蜂窩狀的鋁（鋅）噴塗層（厚度約80μm～100μm）。最後用環氧樹脂或氯丁橡膠漆等塗料填充毛細孔，以形成復合塗層。此法無法在管狀構件的內壁施工，因而管狀構件兩端必須做氣密性封閉，以使內壁不會腐蝕。這種工藝的優點是對構件尺寸適應性強，構件形狀尺寸幾乎不受限制。大到如葛洲壩的船閘也是用這種方法施工的。另一個優點則是這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會產生熱變形。與熱浸鋅相比，這種方法的工業化程度較低，噴砂噴鋁（鋅）的勞動強度大，質量也易受操作者的情緒變化影響。
（4）塗層法：塗層法防腐蝕性一般不如長效防腐蝕方法（但目前氟碳塗料防腐蝕年限甚至可達50年）。所以用於室內鋼結構或相對易於維護的室外鋼結構較多。它一次成本低，但用於戶外時維護成本較高。塗層法的施工的第一步是除銹。優質的塗層依賴於徹底的除銹。所以要求高的塗層一般多用噴砂噴丸除銹，露出金屬的光澤，除去所有的銹跡和油污。現場施工的塗層可用手工除銹。塗層的選擇要考慮周圍的環境。不同的塗層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。塗層一般有底漆（層）和面漆（層）之分。底漆含粉料多，基料少。成膜粗糙，與鋼材粘附力強，與面漆結合性好。面漆則基料多，成膜有光澤，能保護底漆不受大氣腐蝕，並能抗風化。不同的塗料之間有相容與否的問題，前後選用不同塗料時要注意它們的相容性。塗層的施工要有適當的溫度（5～38℃之間）和濕度（相對濕度不大於85%）。塗層的施工環境粉塵要少，構件表面不能有結露。塗裝後4小時之內不得淋雨。塗層一般做4～5遍。乾漆膜總厚度室外工程為150μm，室內工程為125μm，允許偏差為25μm.在海邊或海上或是在有強烈腐蝕性的大氣中，乾漆膜總厚度可加厚為200～220μm。
（5）陰極保護法：在鋼結構表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用於水下或地下結構。

E. 鋼材有哪些類型的腐蝕 如何防範

材受腐蝕的原因很多，可根據其與環境介質的作用分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類：
1．化學腐蝕
亦稱干腐蝕，屬純化學腐蝕。是指鋼材在常溫和高溫時發生的氧化或硫化作用。氧化作用的原因是鋼鐵與氧化性介質接觸產生化學反應。氧化性氣體有空氣、氧、水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫和氯等，反應後生成疏鬆氧化物。其反應速度隨溫度、濕度提高而加速。干濕交替環境下腐蝕更為厲害，在於燥環境下腐蝕速度緩慢，例如：
2．電化學腐蝕
也稱濕腐蝕，是由於電化學現象在鋼材表面產生局部電池作用的腐蝕。例如在水溶液中的腐蝕，在大氣，土壤中的腐蝕等。
鋼材在潮濕的空氣中，由於吸附作用，在其表面覆蓋一層極薄的水膜，由於表面成分或者受力變形等的不均勻，使鄰近的局部產生電極電位的差別，形成了許多微電池。在陽極區，鐵被氧化成Fe+2離子進入水膜。因為水中溶有來自空氣中的氧，在陰極區氧被還原為OH-離子，兩者結合成不溶於水的Fe(OH)2，並進一步氧化成疏鬆易剝落的紅棕色鐵銹Fe(OH)3。在工業大氣的條件下，鋼材較容易銹蝕。
鋼材在大氣中的腐蝕，實際上是化學腐蝕和電化學腐蝕同時作用所致，但以電化學腐蝕為主。

目前所採用的防腐蝕方法有如下幾種。
1．合金化
在碳素鋼中加入能提高抗腐蝕能力的合金元素，如鉻、鎳、錫、鈦和銅等，製成不同的合金鋼，能有效地提高鋼材的抗腐蝕能力。
2．金屬覆蓋
用耐腐蝕性能好的金屬，以電鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材的表面，提高鋼材的耐腐蝕能力。如鍍鋅、鍍鉻、鍍銅和鍍鎳等。
3．非金屬覆蓋
在鋼材表面用非金屬材料作為保護膜，與環境介質隔離，以避免或減緩腐蝕。如噴塗塗料、搪瓷和塑料等。
鋼結構防止腐蝕用得最多的方法是表面油漆。
常用底漆有：紅丹防銹底漆、環氧富鋅漆和鐵紅環氧底漆等。底漆要求有比較好的附著力和防銹蝕能力。
常用面漆有：灰鉛漆、醇酸磁漆和酚醛磁漆等。面漆是為了防止底漆老化，且有較好的外觀色彩，因此面漆要求有比較好的耐候性、耐濕性和耐熱性，且化學穩定性要好，光敏感性要弱，不易粉化和龜裂。
一般混凝上配筋的防銹措施是：保證混凝土的密實度，保證鋼筋保護層的厚度和限制氯鹽外加劑的摻量或使用防銹劑等。預應力混凝土用鋼筋由於易被腐蝕，故應禁止使用氯鹽類外加劑。

F. 簡述不銹鋼的合金化原理

所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化，使銹蝕不斷擴大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護僅是一種薄膜。如果保護層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕
耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而後者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當鋼中含鉻量達到1.2％左右時，鉻與腐蝕介質中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（
自鈍化膜），可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。

G. 鋼材有哪些類型的腐蝕 如何防範

鋼材腐蝕的主要類型包括三種： （）大氣腐蝕。主要是由空氣中的水和氧氣等的化學及電化學作用所引起。大氣中的水汽形成金屬表層的電解液層，而空氣中的氧溶於其中作為陰極去極劑，二者與鋼構件形成了一個基本的腐蝕原電池。當大氣腐蝕在鋼構件表面形成銹層後，腐蝕產物會影響大氣腐蝕的電極反應。 （2）局部腐蝕。這是鋼結構腐蝕破壞最常見的形態，包括電偶腐蝕和縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發生在鋼結構不同金屬組合或連接處，兩種金屬構成了腐蝕原電池。縫隙腐蝕主要發生在鋼結構不同結構件之間、鋼構件與非金屬之間存在的表面縫隙處，當縫隙寬度窄到可以使得液體在縫隙內停滯時發生。 （3）應力腐蝕。即在一定的介質中，鋼結構不受應力作用時腐蝕甚微，但受到拉伸應力後，經一段時間後構件會發生突然斷裂。此種腐蝕斷裂事先無明顯徵兆，故往往造成災難性後果，如橋梁坍塌、建築物倒塌、管道泄漏等，並帶來巨大的經濟損失和人員傷亡。 塗料被塗裝至鋼結構表面，形成一定厚度的塗層，直接將鋼鐵與腐蝕環境隔離開來，使金屬產生一道防腐蝕保護屏障，推遲腐蝕介質與鋼鐵相接觸的時間，即只有等漆膜在所處腐蝕環境中失效損壞後，鋼鐵被曝露於外界環境時才於腐蝕性介質相接觸產生腐蝕，塗料的塗裝層從而實現了鋼鐵的防腐蝕保護作用。
塗料通常由膜物質、顏料、溶劑和助劑等組成。鋼結構常用的防腐蝕塗料主要有：油脂塗料、醇酸塗料、氯化橡膠塗料、環氧塗料、丙烯酸樹脂塗料及聚氨酯塗料等。
鋼結構的防腐蝕塗裝工藝包括表面清理、除油、除銹和塗料塗裝等步驟。
（1）鋼結構表面會由於各種原因導致存在焊口不平、焊渣現象，這些會嚴重影響塗裝層表面質量，故在塗裝前應對鋼結構表面進行清理、打磨整平，以保障塗裝的鋼結構表面全部曝露。表面主要污染物包括塵土、銹蝕物、氧化皮、舊漆等，一般可用機械方法進行清除。
（2）鋼結構表面的油污來源於機械加工過程中的潤滑及冷卻，以及在搬運、存儲與安裝過程中的油污。油污的存在將嚴重影響漆膜的附著力和使用壽命，故在塗裝前應徹底清洗干凈，一般可用有機溶劑或化學法等進行除油。
（3）鋼材表面一般都會存在氧化皮和鐵銹，導致漆膜被銹層隔離而不能牢固地附著於鋼鐵表面，從而影響實際防護效果。尤其是疏鬆的鐵銹含有大量水分，對周圍的鋼鐵會產生進一步腐蝕，造成新的漆膜起泡、龜裂、脫落。因此在鋼結構表面進行塗裝前，除銹是極其重要的工序，一般採用機械動力除銹。
（4）塗料塗裝是將塗料薄而均勻地塗布在鋼鐵表面的工藝過程，其塗裝方法的選擇將直接影響塗膜的質量和塗裝效率。常用塗裝方法包括刷塗、滾塗、空氣噴塗和高壓無氣噴塗等。不同類型塗料的塗裝方法有其自己的適應性。

H. 如何提高鋼的耐蝕性

加入合金元素，提高鋼基體的電極電位，從而提高鋼的抗電化學腐蝕能力。
加入Mo、Cu等元素，提高鋼抗非氧化性酸腐蝕的能力。
加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶間偏析，從而減輕了晶問腐蝕傾向。

I. 合金化方式提高金屬耐蝕性有哪些途徑

採用稀土元素做轉化膜可提高耐腐蝕性能。