
金屬抗腐蝕材料,相對非金屬耐腐蝕材料而言,金屬抗腐蝕材料主要有鐵基合金(耐腐蝕不銹鋼);鎳基合金(Ni-Cr合金,Ni-Cr-Mo合金,Ni-Cu合金等);活性金屬。
分類
耐腐蝕不銹鋼
主要是指普通的耐大氣或海水等腐蝕的300系列不銹鋼304,316L,317L等;較強抗腐蝕能力的奧氏體不銹鋼904L,254SMO;雙相鋼2205,2507等;含Cu的耐腐蝕合金20合金等。
鎳基耐蝕合金
主要是哈氏合金以及Ni-Cu合金等,由于金屬Ni本身是面心立方結構,晶體學上的穩(wěn)定性使得它能夠比Fe能夠容納更多的合金元素,如Cr,Mo,Al等,從而達到抵抗各種環(huán)境的能力;同時鎳本身就具有一定的抗腐蝕能力,尤其是抗氯離子引起的應力腐蝕能力。在強還原性腐蝕環(huán)境,復雜的混合酸環(huán)境,含有鹵素離子的溶液中,以哈氏合金為代表的鎳基耐蝕合金相對鐵基的不銹鋼具有絕對的優(yōu)勢。
鎳基合金不僅在諸多工業(yè)腐蝕環(huán)境中具有獨特的抗腐蝕甚至抗高溫腐蝕性能,而且具有強度高、塑韌性好,可冶煉、鑄造、冷熱變形、加工成型和焊接等性能,被廣泛應用于石化、能源、海洋、航空航天等領域。
活性金屬
也具有很好的抗腐蝕能力,典型代表是Ti;Zr;Ta等;其中最典型的代表是Ti;鈦材有著廣泛的應用,主要用在一些不銹鋼無法適應的腐蝕環(huán)境。鈦材耐腐蝕原理:在氧化性氣氛中,形成致密的氧化膜來提供保護;所以一般不能用于還原性較強或者密封性那個較高的腐蝕環(huán)境中(缺氧環(huán)境),與此同時,鈦材的應用溫度一般小于300攝氏度。特別要注意的是,活性金屬都不能用于含氟的環(huán)境。(如氫氟酸環(huán)境可以選用哈氏C2000,NiCu合金等)。
耐蝕合金復合管是由兩種不同金屬材料構成,管層之間通過各種變形和連接技術形成緊密結合,使兩種材料結合成一體而成的一種新型金屬復合管材。其一般設計原則是:基層滿足管道設計允許應力,復層抵抗腐蝕等。耐蝕合金復合管兼有基層和復層的所有優(yōu)點,相對于整體合金管能有效降低成本,且在應力腐蝕開裂敏感性的氯化物和(或)酸性環(huán)境中有較好的安全性和可靠性。隨著工業(yè)技術的發(fā)展、環(huán)境介質(zhì)的復雜化,以及國際競爭的加劇,許多行業(yè)對金屬管材綜合性能的要求越來越高,因而雙金屬復合管及其生產(chǎn)技術得到迅速發(fā)展。耐蝕合金復合管能最大限度地實現(xiàn)材料的優(yōu)勢互補,節(jié)省合金制‘料,降低工程費用,在保證基管各項性能的基礎上,提高了管道的耐腐蝕性,延長了管道的使用壽命,是純不銹鋼鋼管、銅管或其他耐腐蝕性合金管的替代產(chǎn)品。
金屬材料在腐蝕性介質(zhì)中所具有的抵抗介質(zhì)侵蝕的能力,稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個條件之一。
?。?)熱力學穩(wěn)定性高的金屬。通??捎闷錁藴孰姌O電勢來判斷,其數(shù)值較正者穩(wěn)定性較高;較負者則穩(wěn)定性較低。耐蝕性好的貴金屬,如Pt、Au、Ag、Cu等就屬于這一類。
(2)易于鈍化的金屬。不少金屬可在氧化性介質(zhì)中形成具有保護作用的致密氧化膜,這種現(xiàn)象稱為鈍化。金屬中最容易鈍化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr、Al等。
?。?)表面能生成難溶的和保護性良好的腐蝕產(chǎn)物膜的金屬。這種情況只有在金屬處于特定的腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)。