304不銹鋼管耐蝕性影響的研究分析

 浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，熱處理對(duì)304不銹鋼管耐蝕性影響的研究概述目前，基于304不銹鋼管耐腐蝕性能和成本等要求，國(guó)內(nèi)外大部分研究人員和機(jī)構(gòu)對(duì)304不銹鋼管的研究主要集中在熱處理和化學(xué)熱處理工藝方面。江蘇大學(xué)、遼寧工學(xué)院、武漢科技大學(xué)、昆明理工大學(xué)等研究單位的研究人員對(duì)304不銹鋼管的腐蝕性能進(jìn)行了研究分析，主要研究了熱處理和鉻元素的含量對(duì)不銹鋼腐蝕性的影響。

 至德鋼業(yè)通過(guò)對(duì)18-8型304不銹鋼管進(jìn)行了不同的熱處理實(shí)驗(yàn)、腐蝕試驗(yàn)、熱軋實(shí)驗(yàn)和改性實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明合理的熱處理可以明顯的改善不銹鋼的耐蝕性，并使其具有良好的綜合力學(xué)性能；研究了熱處理對(duì)304不銹鋼管的耐蝕性影響。發(fā)現(xiàn)焊接后進(jìn)行固溶處理可以有效改善不銹鋼的晶間腐蝕傾向，并消除了形變內(nèi)應(yīng)力；繼續(xù)研究得出了對(duì)熱軋退火的304原材料進(jìn)行不同工藝的固溶處理，分析試驗(yàn)對(duì)微觀組織、力學(xué)性能等的影響，表明在900℃-55分鐘固溶條件下，固溶不充分；1000℃-55分鐘固溶處理后，固溶較充分但奧氏體晶粒尺寸變大；在1080℃-55分鐘固溶后，硬度等力學(xué)性能降低，晶粒尺寸粗大；1080C-35分鐘固溶后，性能顯著；研究得出了對(duì)18-8型304不銹鋼管進(jìn)行固溶850~880C擴(kuò)散處理，可以有效減小晶間腐蝕發(fā)生的傾向，并且隨著擴(kuò)散時(shí)間的增加其處理效果越好。綜上所述，合理的熱處理工藝對(duì)于不銹鋼的耐蝕性、硬度等力學(xué)性能有顯著的改善作用，對(duì)于工業(yè)、建筑裝飾等行業(yè)有積極的指導(dǎo)意義。

一、合金化對(duì)管用304不銹鋼管耐蝕性影響的研究概述

  除了熱處理工藝影響管用304不銹鋼管耐蝕性之外，研究人員還通過(guò)滲硼、滲氮、碳氮共滲等表面合金化和加入鉬、鈦、鈮或鉭等合金元素整體合金化來(lái)改善304不銹鋼管的耐蝕性能。

  浙江至德鋼業(yè)有限公司使用等離子合金化工藝，在304不銹鋼管表面形成鉬合金滲層，從而304不銹鋼管的耐磨損性能以及硬度都得到提高；至德鋼業(yè)繼續(xù)對(duì)304不銹鋼管試樣進(jìn)行了等離子滲硼工藝處理，從而在試樣表面的主要組成成分為FeCrB、Fe2B，并得出在300℃至600℃的干燥摩擦狀態(tài)下，304不銹鋼管的耐磨性在滲硼處理后得到增高；研究了碳、氮、鉻、磷等化學(xué)元素和焊接、鍛造等工藝對(duì)奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕的影響，并得出減少鋼中的碳、氮等元素含量以及合理的固溶處理工藝有助于控制奧氏體不銹鋼中晶間腐蝕的產(chǎn)生。

  對(duì)304不銹鋼管進(jìn)行了表面改性，研究顯微組織和性能，結(jié)果表明通過(guò)適當(dāng)?shù)母男裕梢蕴岣卟讳P鋼表面的硬度和耐蝕性。綜上所述，對(duì)304不銹鋼管滲硼、滲氮、碳氮共滲或加入鈦、鈮或鉭等元素進(jìn)行合金化處理能較好的改善其耐蝕性、硬度等，但合金化處理的工藝周期較長(zhǎng)、所需能量較多而增加了產(chǎn)品成本、合金化零部件承受沖擊載荷較低、表面改性層較薄而脆性較大；而熱處理工藝周期短、能量需求低而成本能得到很好控制、能批量生產(chǎn)，而且熱處理后的試樣耐蝕性與硬度等性均能得到較好改善。

  304不銹鋼管處于腐蝕環(huán)境時(shí)，不僅熟悉應(yīng)用此種牌號(hào)的使用條件，而且還要考慮如下的因素，如304不銹鋼管的強(qiáng)韌性、耐腐蝕性、硬度性能、工藝成本、加工成型性等方面。而目前還沒(méi)有一種具有耐任何腐蝕介質(zhì)的不銹鋼，因此研究人員需要針對(duì)不同的環(huán)境而選用不同性能的不銹鋼，從而對(duì)不銹鋼進(jìn)行不同的工藝至關(guān)重要，如滲硼、滲氮、碳氮共滲以及熱處理等工藝。考慮到工藝成本、物理以及化學(xué)性能等因素，目前較高效、較低成本的熱處理工藝仍得到大范圍的使用，因此對(duì)304不銹鋼管熱處理的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得極為重要。

二、針對(duì)304不銹鋼管耐腐蝕性能還需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題

  隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的的全面實(shí)施，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)從90年代起一直處于快速增長(zhǎng)，商業(yè)用地、城鎮(zhèn)開發(fā)以及工業(yè)區(qū)的大量興建，對(duì)供水標(biāo)準(zhǔn)提出了新的要求，飲用水的質(zhì)量問(wèn)題，引起國(guó)民越來(lái)越多的關(guān)注。經(jīng)濟(jì)過(guò)渡期間，鍍鋅鋼管被大量的使用，但這類管材易腐蝕，因此在國(guó)家相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)下，鍍鋅鋼管逐漸被淘汰，塑料管、復(fù)合管及銅管成了管道系統(tǒng)的常用管材。建筑以及生活給水管道中，眾多類型的新型塑料管材及復(fù)合管材得到迅速推廣，但這些種類的管材依然不同程度的存在著一些缺陷，不能完全勝任供水管材的需要和國(guó)家對(duì)飲用水及輸送符合標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)的要求。因此，有關(guān)專家預(yù)言：建筑與生活給水管材最終將恢復(fù)到金屬管的時(shí)代。薄壁不銹鋼水管作為金屬管中的佼佼者，也必將在這個(gè)舞臺(tái)上扮演越來(lái)越重要的角色。

  決定管材性能的主要要素包括如下三個(gè)方面的內(nèi)容：

  1. 管材對(duì)水影響：衛(wèi)生性、保溫性；

  2. 管材抗損壞性：強(qiáng)度、耐腐蝕性、熱膨脹性；

  3. 管材壽命和環(huán)保性。

   然而，用于供水系統(tǒng)中的304、316等管用不銹鋼材料并非真正“不銹”，它們會(huì)被腐蝕、穿孔、斷裂，這些現(xiàn)象又均與水中的氯離子有關(guān)。這樣，氯離子對(duì)供水系統(tǒng)中不銹鋼的腐蝕就成為人們非常關(guān)心的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)研究者的共識(shí)是，氯離子會(huì)直接參與腐蝕，而氯化物的造酸傾向和其游離酸的強(qiáng)酸性將促進(jìn)縫隙腐蝕、點(diǎn)蝕和不銹鋼的應(yīng)力腐蝕。在電化學(xué)腐蝕過(guò)程中，鉻向過(guò)剩正電荷區(qū)遷移集中。在氯離子的作用下，304不銹鋼管會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂，往往導(dǎo)致設(shè)備的急停并帶來(lái)災(zāi)難性的后果。為了避免更多的事故發(fā)生，很有必要對(duì)現(xiàn)在使用的不銹鋼材料進(jìn)行提高耐蝕性和硬度的提高，對(duì)進(jìn)一步開發(fā)出更好的不銹鋼材料具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際意義。