工业上常见的金属材料在各种腐蚀性介质中的腐蚀和耐腐蚀性能有哪些?

工业上常见的金属材料,在各种酸、碱、盐溶液中,在大气、土壤,以及在工业用 水、海水等介质中,发生的腐蚀多为电化学腐蚀。金属材料在高温气体中的氧化是另一种普遍 的腐蚀形式。例如钢铁材料在高温高压氢气中发生氢腐蚀,在高温含硫气体中发生硫化腐蚀。

一些金属和合金的耐腐蚀性见表2.3.12。

一些金属和合金的耐腐蚀性①

级别:0—不适用;1——劣与中等之间;2——中等。当使用条件较温和,或可按期更换时,可以有 限制地使用;3——中等与良之间;4—良。在使用更好的材料不经济时,可选用此类材料;5——良与优 之间;6:优。

材 料

非氧化性或还原性介质

液 体

酸性溶

液,例 如磷酸、

硫酸等, 但盐酸

除 外 ;

还有许

多种有 机物

中性溶

液,例

如多种 非氧化 性盐类 溶液以 及氯化 物、硫 酸盐等

碱性溶液, 例如:

氧化性介质

天然水

苛性碱 及弱碱, 但氢氧

化铵除 外

氢氧化 铵及胺 类

酸性溶 液例如 硝酸

中性或

碱性溶

液,例 如过硫 酸 盐 、

孔蚀介 质②, 酸性三 氯化铁 溶液

淡水

海水

静止或 缓慢

流动

湍急

流动

静止或 缓慢

流动

湍急

流动

过氧化

物、铬

酸盐等

普通铸铁(含片状石 墨)及低合金铸铁

1

3

4

5

0

4

0

4…

3

4

2

球墨铸铁

1

3

4

5

0

4

0

4

4

4

3

含镍耐腐蚀铸铁

4

5

5

5

0

5

0

5

5

5

5

续表

材 料

非氧化性或还原性介质

液 体

酸性溶 液,例 如磷酸、

硫酸等, 但盐酸 除 外 ; 还有许 多种有 机物

中性溶

液,例

如多种 非氧化 性盐类 溶液以 及氯化 物、硫 酸盐等

碱性溶液,例如:

氧化性介质

天然水

苛性碱 及弱碱, 但氢氧

化铵除 外

氢氧化 铵及胺 类

酸性溶 液例如 硝酸

中性或

碱性溶

液,例 如过硫 酸 盐 、 过氧化 物、铬 酸盐等

孔蚀介 质②,酸 性三氯

化铁溶 液

淡水

海水

静止或 缓慢

流动

湍急

流动

静止或 缓慢

流动

湍急

流动

14%硅铸铁

6

6

2

5

6

6

3

5

5

5

5

低碳钢,低合金铸铁及 低合金钢

1

3

4

5

0

1

0

4

3

4

2

17Cr型铁素体不锈钢

2

4

4

6

5

6

0

4

6

1

4

18Cr,8Ni型奥氏体不 锈钢

3

4

5

6

6

6

0

6

6

2

5

18Cr,12Ni,2.5Cu型 奥氏体不锈钢

4

5

5

6

5

6

1

6

6

3

5

20Cr,29Ni,2.5Mo,

3.5Cu型奥氏体不锈钢

5

6

5

6

5

6

2

6

6

4

6

Incoloy825镍-铁-铬合 金(40Ni,21Cr,3Mo, 1.5Cu,其余Fe)

6

6

5

6

5

6

2

6

6

4

6

哈氏合金C-276(55Ni, 17Mo,16Cr,6Fe,4W)

5

6

5

6

4

6

5

6

6

6

6

哈氏合金B-2(61Ni, 28Mo,6Fe)

6

5

4

4

0

3

0

6

6

4

4

Inconel600(78Ni,15Cr, 7Fe)

3

6

6

6

3

6

1

6

6

4

6

钢-镍合金(Ni≤30%)

4

5

5

0

0

4

1

6

6

6

6

蒙乃尔合金400

(66Ni,30Cu,2Fe)

5

6

6

1

0

5

1

6

6

4

6

镍-200工业镍 (99.4Ni)

4

5

6

1

0

5

0

6

6

3

5

铜及硅青铜

4

4

4

0

0

4

0

6

5

4

1

铝黄铜(76Cu,22Zn, 2Al)

3

4

2

0

0

3

0

6

6

4

5

镍 – 铝青铜(80Cu, 10Al,5Ni,5Fe)

4

4

2

0

0

3

0

6

6

4

5

A型青铜(88Cu,5Sn, 5Ni,2Zn)

4

5

4

0

0

4

0

6

6

5

5

铝及其合金

1

3

0

6

0~5

0~4

0

4

5

0~5

4

纯铅或含锑硬铅

5

5

2

2

0

2

0

6

5

5

3

4

6

6

0

0

2

0

6

6

5

5

3

6

2

6

6

6

6

6

6

6

6

续表

材 料

气体

注④

普通工业介质

卤素及其衍生物

水蒸气

含微量S的炉气

城市大

气或工

业大气

卤素

湿含卤 酸,例如

盐酸,有 机卤化 物的水 解产物

干燥的

卤化氢

(例如

干燥的

HC1)

/℃①

湿蒸汽 或冷凝 水

高温干 蒸 汽 ,

促进轻

微解离

还原性, 例如热

处理炉 气体

氧化性, 例如烟 道气

湿卤素, 例如零 点以下 的氟

干燥卤 素,例如 零点以 上的氟

普通铸铁(含片状石 墨)及低合金铸铁

4

4

1

1

0

2

0

2(<200)

1(<400)

球墨铸铁

4

4

1

1

0

2

0

2(<200)

1(<400)

含镍耐腐蚀铸铁

5

5

3

2

4

0

2

3

3(<200)

2(<400)

14%硅铸铁

6

4

4

3

6

0

0

4

1(<200)

极脆,在 机械冲击

或热冲击 下破裂

低碳钢,低合金铸铁及 低合金钢

4

4

1

1

3

0

3

0

3(<200)

1(<400)

合金化 后可提高 强度,改善 耐大气腐 蚀能力

17Cr型铁素体不锈钢

5

6

3

2

4

0

2

0

2(<200)

18Cr,8Ni奥氏体不 锈钢

6

6

2

3

5

0

2

0

3(<200)

18Cr,12Ni,2.5Mo型 奥氏体不锈钢

6

6

2

4

6

0

3

2

4(<200)

3<400)

20Cr,29Ni,2.5Mo,

3.5Cu型奥氏体不锈钢

6

6

2

4

6

1

3

3

4(<200)

3(<400)

对高温 下的硫酸、 磷酸和脂

肪酸有较 好 的 耐 蚀性

Incoloy825镍-铁-铬 合金(40Ni,21Cr,3Mo, 1.5Cu,其余Fe)

6

6

2

5

6

2

3

3

4(<400)

3(<480)

这是一 种对硫酸、 磷酸和脂 肪酸有较 好耐蚀性 的特殊合 金,在某些 场合下还 可 耐 氯 化物

哈 氏 合 金 C – 2 7 6 (55Ni,17Mo,16Cr,6Fe, 4W)

6

6

3

4

6

5

4

4

4(<400)

3(<480)

对湿氯气 和次氯酸 钠溶液有 极好的耐 蚀性

续表

材 料

气体

注④

普通工业介质

卤素及其衍生物

水蒸气

含微量S的炉气

城市大

气或工

业大气

卤素

湿含卤 酸,例如

盐酸,有 机卤化 物的水 解产物

干燥的

卤化氢

(例如

干燥的

HC1)

/℃③

湿蒸汽

或冷凝 水

高温干 蒸 汽 ,

促进轻

微解离

还原性, 例如热

处理炉 气体

氧化性, 例如烟 道气

湿卤素, 例如零

点以下 的氟

干燥卤 素,例如 零点以 上的氟

哈氏合金B-2(61Ni, 28Mo,6Fe)

6

5

3

2

5

1

3

5

4(<400)

3(<480)

对盐酸 和硫酸溶 液耐蚀

Inconel 600(78Ni, 15Cr,7Fe)

6

6

2

4

6

2

5

3

5(<400)

4(<480)

广泛用 于仪器工

业和制药 工业

铜-镍合金(Ni≤30%)

6

5

2

2

5

1

5

2

4(<200)

3(<400)

高铁型 者可很好 地抵抗冷 凝器管中 的高流速 效应

蒙乃尔合金400(66Ni, 30Cu,2Fe)

6

6

2

3

5

6

3

6(<200)

3(<400)

2(<480)

广泛用 于硫酸酸 洗设备,以 及摩托艇 的推进器 轴。应注 意在加工 时避免硫 的侵蚀

2

镍 一 2 0 0 工 业 镍 (99.4Ni)

6

6

2

2

4

2

6

2

6(<200)

5(<400)

4(<480)

广泛用 于热浓苛 性碱溶液, 应注意在

加工时避 免 硫 的 侵蚀

铜及硅青铜

6

5

2

2

5

0

5

2

3<200

2<400

不宜用 于热浓无

机酸及高 流速的HF

铝黄铜(76Cu,22Zn, 2Al)

6

5

2

2

5

0

4

2

2(<200)

在海水 中可能发 生 局 部 腐蚀

镍 – 铝青铜(80Cu, 10Al,5Ni,5Fe)

6

5

2

3

5

0

4

3

3(<200)

2(<400)

最宜用 于船用推 进器

A型青铜(88Cu,5Sn, 5Ni,2Zn)

6

5

2

2

5

0

4

3

3(<200)

2(<400)

经热处 理后可提 i高强度,且 不致脱锌

续表

材 料

气体

注④

普通工业介质

卤素及其衍生物

水蒸气

含微量S的炉气

城市大

气或工

业大气

卤素

湿含卤 酸,例如

盐酸,有 机卤化 物的水 解产物

干燥的

卤化氢 (例如 干燥的 HC1) /℃③

湿蒸汽 或 冷 凝水

高温干

蒸汽 ,

促进轻

微解离

还原性, 例如热 处理炉 气体

氧化性, 例如烟 道气

湿卤素, 例如零

点以下 的氟

干燥卤 素,例如 零点以 上的氟

铝及其合金

5

2

5

4

5

0

6

0

3(<200)

1(<400)

耐蚀性 取决于酸

离子的类 型和浓度, 不同的合 金元素和 热处理方

式可使其

机械性能 在大范围 内变动

纯铅或锑硬铅

2

0

4

3

5

0

1

3

0

最好使 用高纯度 的“化学 铅 ”

6

5

4

4

4

5

5

3

4(<200)

2(<400)

用作衬 里

6

5

3

5

6

6

0

1

0

发烟硝 酸可能引 起爆炸,对 含氯化物 的溶液有 较好的耐 蚀性

注:①应注意,若使用条件稍有变化,常会显著影响材料的耐腐蚀性,所以选材要尽可能结合实际经验、试验室和 现场试验。

②这些介质对于不宜使用的材料,可能大大促进危害性很大的孔蚀。

③指大致温度。

④这些材料大都对高温下的干腐蚀具有抵抗能力。

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