科到了第3期:不锈钢为什么会生锈?

科到了第3期:不锈钢为什么会生锈?

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第3期

“不锈钢为什么会生锈?"

金属材料的腐蚀会导致生锈,生锈是腐蚀的结果。

铁锈由铁和氧气在潮湿环境下发生化学反应生成的氧化物的统称,是一种松脆多孔的物质,风干后呈红褐色粉末。铁锈的成分比较复杂,主要由三氧化二铁水合物(Fe2O3·nH2O)和氢氧化铁(FeO(OH))组成。

腐蚀按机理可分为:

1)化学腐蚀(在非电解质溶液中产生的腐蚀,如高温下不锈钢的氧化)。

2)电化学腐蚀(钢铁在潮湿大气、水溶液和酸、碱、盐等电解质溶液中产生的腐蚀,在腐蚀过程中有离子(电子)产生。电化学腐蚀的实质是原电池的作用)。

所有金属都可以在大气中和氧气反应在表面形成氧化膜。不幸的是,在钢铁表面上形成的氧化铁不能阻止继续氧化,锈蚀会不断扩大,最终形成孔洞,这就是普通钢铁不耐蚀的原因。

市场上的不锈钢都是经过钝化的,其表面的富铬氧化膜厚度比新鲜面自然形成的氧化膜厚得多,也致密的多,这层氧化膜会阻止金属继续腐蚀,并且还有自我修复能力(自钝化),一旦遭到破坏,其中的铬会与介质中的氧重新生成氧化膜,继续起保护作用。

但一旦由于某种原因,这种薄膜遭到了破坏,空气或液体中氧原子就会不断渗入金属中,金属中铁原子不断地析出,在金属表面形成疏松的氧化铁,锈蚀就是这样发生的。

不锈钢的不锈性和耐蚀性是相对的,在接触到含氯离子的恶劣环境,或者是其表面的氧化层被机械的或化学的破坏后,就容易点蚀生锈。

不锈钢生锈的原因:

1)不锈钢在氯离子存在的环境中很容易锈蚀。氯离子广泛存在于食盐、海水、海风、土壤中。例如304钢管,在干燥清洁的大气中,有绝对优良的抗锈蚀能力,但将它移到海滨地区,在含有大量盐份的海雾中,很快就会生锈。

2)不锈钢表面存积着含有铁质粉尘颗粒附着物,在潮湿的空气中,通过水将附着物与不锈钢连成一组微电池,发生电化学反应,保护膜受到破坏。

3)不锈钢表面粘附的有机物在水和氧作用下形成有机酸,有机酸腐蚀金属表面。

4)不锈钢表面粘附含的酸、碱、盐类物质(如碱水、石灰水)引起局部点蚀。

5)空气中含有大量硫化物,遇水形成酸性液点,引起化学腐蚀。

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6)不锈钢制品在加工过程中与钢铁机具接触,破坏钝化膜并残留铁离子,遇水生锈。

为确保不锈钢表面光亮,不被锈蚀,可采取的措施:

1)经常对不锈钢表面进行清洁擦洗,去除附着物。

2)海滨地区使用能抵抗海水腐蚀316L不锈钢。

3)加工不锈钢制品时,注意保护氧化膜不被破坏,使用软质机具。

4)注意“黑白分开”,尽量避免钢铁材料与不锈钢直接接触。

5)设立专用的不锈钢加工场所。

6)根据接触介质的腐蚀种类和程度选用不同等级(普通级或超级)或金相组织(奥氏体、铁素体、双相)的不锈钢,以至于选用其它耐腐蚀材料,如钛、镍、铜等。所以没有最好的不锈钢,只有更合适的不锈钢!

本文编辑:唐凰

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