耐蚀合金的发展及其概况

金属抗腐蚀材料，相对非金属耐腐蚀材料而言，金属抗腐蚀材料主要有铁基合金（耐腐蚀不锈钢）；镍基合金（Ni-Cr合金，Ni-Cr-Mo合金，Ni-Cu合金等）；活性金属。

分类

耐腐蚀不锈钢

主要是指普通的耐大气或海水等腐蚀的300系列不锈钢304，316L，317L等；较强抗腐蚀能力的奥氏体不锈钢904L，254SMO;双相钢2205，2507等；含Cu的耐腐蚀合金20合金等；

镍基耐蚀合金

　　主要是哈氏合金以及Ni-Cu合金等，由于金属Ni本身是面心立方结构，晶体学上的稳定性使得它能够比Fe能够容纳更多的合金元素，如Cr,Mo等，从而达到抵抗各种环境的能力；同时镍本身就具有一定的抗腐蚀能力，尤其是抗氯离子引起的应力腐蚀能力。在强还原性腐蚀环境，复杂的混合酸环境，含有卤素离子的溶液中，以哈氏合金为代表的镍基耐蚀合金相对铁基的不锈钢具有绝对的优势。

活性金属

　　也具有很好的抗腐蚀能力，典型代表是Ti;Zr;Ta等；其中典型的代表是Ti;钛材有着广泛的应用，主要用在一些不锈钢无法适应的腐蚀环境。钛材耐腐蚀原理：在氧化性气氛中，形成致密的氧化膜来提供保护；所以一般不能用于还原性较强或者密封性那个较高的腐蚀环境中（缺氧环境），与此同时，钛材的应用温度一般小于300摄氏度。特别要注意的是，活性金属都不能用于含氟的环境。（如氢氟酸环境可以选用哈氏C2000,NiCu合金等）

耐蚀合金特性

　　作为结构用途，重要的是耐蚀合金必须具有对用户使用来说非常经济的特性和性能，应当比碳素结构钢强度高、韧性好，而且在用户采用一般的方法加工制造过程中。还必顼具有足够的塑性、良好的成形性能和焊接性能。此外。还要具有高的耐腐蚀性能，与碳素钢结构件相比在截面更薄的情况下。能够有相同或更长的使用寿命。所有通用的耐蚀合金都具有比大多数轧制状态或正火状态的碳素结构钢更高的强度。采用适当的工艺可进行焊接，并且具有与其强度水平相应的良好的成形性能。耐蚀合金的耐腐蚀性能取决于其化学成分，缺口韧性则取决于其化学成分和生产工艺。

1、强度

　　钢结构件的屈服点决定了结构所能承受的不发生永久变形的应力。典型碳素结构钢的小屈服点为235MPa。而典型耐蚀合金的小屈服点为345MPa。因此，根据其屈服点的比例关系，耐蚀合金的使用允许应力比碳素结构钢高1.4倍。与碳素结构钢相比，使用耐蚀合金可以减小结构件的尺寸，使重量减轻。必须注意，对于可能出现弯曲的构件，其允许也力必须修正，以达到保证结构的坚固性。有时用耐蚀合金取代碳索结构钢但不改变断面尺寸，其唯一的目的是在不增加重量的情况下而得到强度更高更耐久的结构。节约重量对运输车辆的结构是重要的，这样就可以运输更重的重量和减少能量消耗。

2、成形性能

为了容易地和经济地进行热或冷加工以制成工程结构的各种部件，低台金高强度钢必需具有适当的成形性能。和碳素结构钢一样，耐蚀合金一般可以进行这样的加工，以及如剪切、冲孔和机加工艺，虽然其屈服点高，即使成形操作变形相当剧烈也同样可以使用用于碳素结构钢成形的冷弯冲压机、拉拔机、压力机和其他设备，但是一些设备具需要修改。 　　耐蚀合金和碳素结构钢的冷成形性能之间有固有的区别。首先，使耐蚀合金产生一定量的永久变形比同样尺寸的碳素结构钢需要更大的力。第二，当耐蚀合金成形时，对回弹应给出稍大些的允许量。 　　

根据经验，除非对耐蚀合金进行控制夹杂物形状的处理，否则在进行冷成形时必须使用比碳素结构钢更大的弯曲半径。

3、焊接性能

　　由于钢结构在制作加工过程中经常使用焊接工艺，因此对于这类用途的耐蚀合金来说，能够采用在薄板和钢带这样的厚度情况下广泛使用的电弧焊工艺进行焊接是非常重要的，所制作的钢结构的焊缝应具有要求的强度和韧性也同样是非常重要的。这样才能经受住预定用途出现的不利的条件。日前耐蚀合金的发展与各种焊接工艺的发展足同步进行的，要特别注意确保这些钢能够具有适当的焊接性能。如果焊接操作得当，大部分耐蚀合金是可以很好地进行焊接的。对于大型型钢和较高碳和锰含量的牌号，需要预热和(或)采用低氢焊条。对于某些耐蚀合金无论厚度是多少，都应采用低氧焊条。对小屈服点高达约345MPa的耐蚀合金进行气体保护熔化极电弧焊，采用低碳涂药焊条通常是合适的。

条件

　　金属材料在腐蚀性介质中所具有的抵抗介质侵蚀的能力，称金属的耐蚀性。纯金属中耐蚀性高的通常具备下述三个条件之一。

（1）热力学稳定性高的金属。通常可用其标准电极电势来判断，其数值较正者稳定性较高；较负者则稳定性较低。耐蚀性好的贵金属，如Pt、Au、Ag、Cu等就属于这一类。 　　

（2）易于钝化的金属。不少金属可在氧化性介质中形成具有保护作用的致密氧化膜，这种现象称为钝化。金属中容易钝化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr、Al等。 　　

（3）表面能生成难溶的和保护性良好的腐蚀产物膜的金属。这种情况只有在金属处于特定的腐蚀介质中出现，例如，H2SO4溶液中的Pb和Al，H3PO4中的Fe，盐酸溶液中的Mo以及大气中的Zn等。

获得方法

因此，工业上根据上述原理，采用合金化方法获得一系列耐蚀合金。一般也有相应的三种方法。 　　

（1）提高金属或合金的热力学稳定性，即向原不耐蚀的金属或合金中加入热力学稳定性高的合金元素，使形成固溶体以及提高合金的电极电势，增强耐蚀性。如Cu中加Au，Ni中加入Cu、Cr等，即属此类。不过这种大量加入贵金属的办法，在工业结构材料的应用是有限的。 　　

（2）加入易钝化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基体金属的耐蚀性。钢中加入适量的Cr，即可制得铬系不锈钢。实验证明，在不锈钢中，含Cr量一般应大于13%时才能起抗蚀作用，Cr含量越高，其耐蚀性越好。这类不锈钢在氧化介质中有很好的抗蚀性，但在非氧化性介质如衡硫酸和盐酸中，耐蚀性较差。这是因为非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同时对氧化膜还有溶解作用。 　　

（3）加入能促使合金表面生成致密的腐蚀产物保护膜的合金元素，是制取耐蚀合金的又一途径。例如，钢能耐大气腐蚀是由于其表面形成结构致密的化合物羟基氧化铁（FeOx·(OH)3-2x）的保护作用。钢中加入Cu与P或P与Cr均可促进这种保护膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大气腐蚀的低合金钢。 　　

金属腐蚀是工业上危害大的自发过程，因此耐蚀合金的开发与应用，有重大的社会意义和经济价值。

耐蚀合金牌号

耐蚀合金国内牌号包括：NS111,NS112,NS113,NS131,NS141,NS142, 　　NS143,NS311,NS314,NS315,NS321,NS322,NS331,NS332,NS333,NS334,NS335,NS336,NS334,NS341,NS411等 　　

耐蚀合金国外牌号包括：incoloy800/800H;incoloy825；inconel600/690/625；hastelloyB/B2/C/C-4等；