常用的耐腐蚀金属有哪些?
众所周知,耐腐蚀金属广泛应用于各行各业,比如日常生活中的烹饪餐饮行业、对所用材料有高精度高耐腐蚀性要求的航空航天领域、抑或是应用领域相当广泛的cnc机械加工行业。耐腐蚀金属比普通金属提供更高的结构强度和耐热性。本文将讲述耐腐蚀金属的基本信息。
A-不锈钢
日常生活中我们所说的“不锈钢”其实并不单指某一具体金属,而是一个总括性术语,包含了很多的耐腐蚀金属。 耐腐蚀程度取决于合金的元素组成。具体的耐化学性也随着金属的化学性质发生改变。不锈钢材耐腐蚀的关键是在表面形成氧化铬钝化层,从而提供良好的耐腐蚀性。
根据不锈钢的微观结构和元素构成,人们将不锈钢材料分为三大类:
1-奥氏体不锈钢(Austenitic stainless steel):该系列合金通常被称为300系列不锈钢。大众熟知的SUS304和SUS316 就是此系列不锈钢。其中,316不锈钢是最耐腐蚀的,价格最高。奥氏体不锈钢是市面上最常见的耐腐蚀金属。
2-马氏体不锈钢:此系列常见等级通常为420A,拥有18%的铬,不含镍,但是含碳量更高,比不锈钢家族中的其他耐腐蚀金属更硬。但是马氏体不锈钢没有奥氏体不锈钢耐腐蚀。
3-铁素体不锈钢:这种合金也是400系列不锈钢的一部分。最常见的就是430A。铁素体不锈钢的铬含量要高得多,同时 碳含量较其他不锈钢钢材相比更低,也更具韧性;
4-双相不锈钢,双相钢是指铁素体和奥氏体各占约50%的不锈钢。一般较少相的含量最少也需要达到30%的不锈钢。在含碳量较低的情况下,铬(Cr)元素含量在18%-28%,镍(Ni)含量在3%-10%。有些双相不锈钢还含有钼(Mo)、铜(Cu)、铌(Nb)、钛(Ti)、氮(N)等合金元素。
B-高温合金
高温合金是指以铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)为基础,在600℃以上的高温以及一定应力作用下 长期工作的一类金属材料,同时具备优异的耐高温特性,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能以及良好的疲劳性能和断裂韧性等综合性能,又被称为“超合金,”主要应用于航空航天领域和能源领域。
目前市面上常用的几种高温合金有镍高温合金、钴高温合金、铁高温合金。
- 镍基高温合金:这是一种以镍为基体(含量一般大于50%)在650-1000℃范围内具有较高的强度和较好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金,可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
- 钴基高温合金:是含钴量40~65%的奥氏体高温合金。在730~1100℃条件下具有一定的高温强度、良好的抗热腐蚀和抗氧化能力。适于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。
- 铁高温合金:相比于镍高温合金和钴高温合金,此种高温合金在室温下具有高强度和高耐腐蚀性。比其他两种类型的高温合金便宜得多。
C-铝材料
铝具有良好的耐腐蚀性,并在其表面形成钝化氧化物层,这使其可以抵抗腐蚀。大多数级别的铝材都拥有很强的化学弹性,但是1xxx系列(工业纯铝,即含铝量最高的一种铝材)3xxx系列(铝锰合金铝板,俗称防锈铝板,以锰为主要合金元素)5xxx系列(铝镁合金铝板,以镁为主要合金元素,拥有良好的加工成型性能、抗腐蚀性能和焊接性能)
D-铜合金
铜合金拥有良好的耐腐蚀性,并且通常包含在其他金属合金中,以提高整体耐腐蚀性。下面列出了铜合金家族中一些最常见的耐腐蚀金属。
- 青铜:青铜合金主要元素是锡,特别适合应用于海水海洋中,在向青铜合金中添加少量硅时,耐腐蚀性性能显著提高;
- 黄铜:黄铜时一种铜锌合金,非常常见。在合金中添加少量的锡也会提升该合金整体的耐腐蚀性,锌含量的增加将会在一定程度上降低耐腐蚀性。黄铜的熔点也比纯铜或青铜低;
E-钛合金
钛合金由于其强度和重量的比例而被广泛应用于航空航天工业,同时其耐腐蚀性也使得钛合金在某些工业场景中也有很理想的应用。同其他金属相同,钛合金的耐腐蚀性来源于其在表面形成的钝化氧化物层。即便这个氧化物层被剥离,它也可以在氧气、湿气的存在下迅速再次形成。钛合金在氯溶液中拥有独特的抵抗力,因此在氯碱行业中,钛合金时一种被广泛使用的耐腐蚀金属。
在选择耐腐蚀金属时,建议首先查看对应的化学相容性图表。这有助于将选择范围缩小到能较好适配你的特定条件的选项。你可以联系一鑫创研了解您的使用场景适合采用那种化学物质。
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