不可不知的不鏽鋼常見腐蝕類型

不鏽鋼就是不容易生鏽的鋼鐵，不鏽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，不鏽鋼一般Cr含量至少為10.5%。不鏽鋼的耐蝕機理為鈍化膜理論，即其表面形成一層極薄而堅固細密的穩定的富Cr鈍化膜，防止氧原子繼續滲入、繼續氧化，從而達到防鏽蝕的能力。

不鏽鋼表面鈍化膜形成圖解

人們認為「不鏽鋼是不生鏽的，生鏽的就不是不鏽鋼了」。其實這是對不鏽鋼缺乏了解的一種片面錯誤看法，不鏽鋼在一定的條件下也會生鏽的。如果我們能夠直觀的了解不鏽鋼的各種腐蝕類型，面對不鏽鋼腐蝕時可以有相應的應對措施來減少損失。下面結合工程實際講述幾種不鏽鋼常見的腐蝕類型，簡要介紹相應的抗腐蝕措施，並重點介紹不鏽鋼應力腐蝕原因及防治措施。

不鏽鋼發生的腐蝕破壞多是局部腐蝕破壞，最常見的有晶間腐蝕（9%）、點蝕（23%）和應力腐蝕（49%）。^[1]

晶間腐蝕

晶間腐蝕是由於晶界上貧Cr，導致該區域優先腐蝕，進而使晶粒整體從金屬上脫離。熱處理450℃~850℃溫度區間中C與Cr易形成碳鉻化合物（Cr₂₃C₆），晶界處消耗的Cr不能及時從晶粒中得到補充，使晶界區域貧Cr，這是導致晶間腐蝕的關鍵。

例如：某公司合成氨廠爐的工藝氣預熱管因為晶間腐蝕引起的開裂，發生泄漏事故。預熱管出現晶間腐蝕是因為奧氏體不鏽鋼晶界析出Cr₂₃C₆，在管內Cl^-作用下管子短期出現晶間腐蝕開裂。

晶間腐蝕微觀形貌及零件宏觀圖

數據來源：上海寶冶工程技術有限公司

為了預防不鏽鋼發生晶間腐蝕，一般的解決辦法：

1、固溶退火金屬被均勻加熱到1050℃~1060℃，然後急速冷卻；

2、添加穩定化元素Ti、Nb等；

3、選用低碳不鏽鋼。

點蝕是一種很危險的局部腐蝕，發生小孔然後急劇進行腐蝕的現象，嚴重時可導致穿孔。點蝕的影響因素主要有：

1、Cl^-影響，Cl^-使不鏽鋼鈍化膜局部破壞，導致該部位優先發生腐蝕；

2、溫度影響，溫度越高，腐蝕越快；

3、表面附著污染物阻止了氧氣流通。

例如，日常生活中不鏽鋼（201或304不鏽鋼居多）水槽就經常發生點蝕現象。如果一些酸性或者鹽類的物質盛放在水槽中未得到及時的處理，就會導致不鏽鋼水槽出現點蝕。

出現點蝕現象的不鏽鋼水槽

數據來源：中潔網、房天下

預防措施有如下幾條：

1、防止Cl^-附著；

2、進行合理的表面處理，形成穩定鈍化膜；

3、選擇耐Cl^-腐蝕性強的材料（如添加Mo的316L不鏽鋼）。

應力腐蝕是指在拉應力作用下，金屬在腐蝕介質中引起的破壞。不鏽鋼的應力腐蝕是不鏽鋼失效中發生次數最多，後果最嚴重的腐蝕形式。若腐蝕過程中有輕微裂紋的產生，其擴展速率比其他腐蝕類型快幾個數量級，造成災難性的後果。化工廠，核電站，鍋爐等都出現過不鏽鋼材料應力腐蝕開裂的現象。

例如，①某葯化企業羥基乙腈合成甘氨酸項目合成工段到濃縮段的316L不鏽鋼管到焊縫發生了嚴重的應力腐蝕開裂。該事故中應力腐蝕開裂起源於焊縫缺陷，焊接過程熱處理控制不當出現晶間腐蝕，加之焊接中存在的殘餘應力導致在晶間腐蝕的基礎上演變為應力腐蝕開裂。

出現應力腐蝕開裂的316L管件

數據來源：中國腐蝕與防護網