“不生銹”的秘密：不銹鋼的冶金學(xué)原理-杰德資訊|不銹鋼|雙相鋼|管件|彎頭|法蘭|三通|大小頭|翻邊|管帽|預(yù)制管|多通管

電極電位躍遷
按照混合電位理論，Cr 溶入鐵基體后抬高整體電極電位。當(dāng) Cr 原子分?jǐn)?shù) ≥ 1/8（質(zhì)量分?jǐn)?shù) ≈ 11.7 %）時(shí)，費(fèi)米能級(jí)突變，陽(yáng)極極化曲線出現(xiàn)被動(dòng)區(qū)，腐蝕電流密度驟降 4 個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

納米級(jí) Cr?O? 盾
在含氧環(huán)境中，Cr 與 O 優(yōu)先形成厚度僅 2–5 nm 的尖晶石型氧化鉻。其特點(diǎn)：
① 體積比（Pilling–Bedworth ratio）≈ 2.0，與基體保持共格，應(yīng)力<0.5 %，故附著力極強(qiáng)；
② 帶隙 3.3 eV，化學(xué)惰性高，可阻斷 O2? 與 Fe2? 的互擴(kuò)散；
③ 自修復(fù)：膜層一旦被劃破，裸露出的富 Cr 區(qū)在 10?3 s 內(nèi)再氧化，重新“長(zhǎng)回”完整屏障。

鎳——擴(kuò)大鈍化區(qū)
Ni 提高層錯(cuò)能，抑制位錯(cuò)露頭，降低局部陽(yáng)極溶解速率；同時(shí)降低臨界鈍化電流密度，使不銹鋼在弱酸、含 Cl? 介質(zhì)中仍能維持 0.3–0.6 V 的寬鈍化平臺(tái)。

鉬——抑制點(diǎn)蝕
Mo 以固溶態(tài)存在，富集于鈍化膜/基體界面，形成 Cr–Mo–O 網(wǎng)絡(luò)，提高 Cl? 擊穿電位 E_b 約 150 mV；在 3.5 % NaCl 溶液中，316 型（2 %Mo）點(diǎn)蝕電位比 304 型提高 0.2 V 以上。

氮——“原子級(jí)緩蝕劑”
N 以間隙原子固溶，優(yōu)先占據(jù)位錯(cuò)核心區(qū)，降低局部陽(yáng)極活性；同時(shí)生成 NH??，消耗 H?，抑制酸性侵蝕。高氮無(wú)鎳型 200 系列因此能在 30 % 冷變形后仍保持 E_b > 0.35 V（SCE）。

碳：雙刃劍
C 與 Cr 結(jié)合成 Cr??C?，沿晶界析出造成“貧鉻區(qū)”，晶間腐蝕速率可提高 102 倍。低碳（≤ 0.03 %）或 Ti/Nb 穩(wěn)定化（MC 型碳釘扎）是 321、347 等牌號(hào)的核心設(shè)計(jì)。

晶粒尺寸
晶粒細(xì)化 → 晶界面積 ↑ → 單位面積碳化物彌散度 ↑ → 貧鉻區(qū)寬度 ↓。采用 1000 °C 短時(shí)固溶 + 快速冷卻，可把晶間腐蝕敏感性降至 IGC 速率 < 0.2 mm/yr（ASTM A262-Practice E）。

雙相鋼 α/γ 約 1:1
鐵素體相（α）高 Cr、低 Ni，奧氏體相（γ）低 Cr、高 Ni，兩相電極電位差 < 30 mV，電偶腐蝕電流密度比單相奧氏體降低 70 %；同時(shí) α 相屈服強(qiáng)度提升 1.4 倍，實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)度 + 耐蝕”雙贏。

電解拋光
去除 5–10 μm 表層，使表面粗糙度 Ra < 0.1 μm，鈍化膜厚度均勻性誤差 ± 0.3 nm，點(diǎn)蝕電位再提高 50 mV。

低溫滲鉻（LTCR）
在 400 °C 下采用 CrCl? 熔鹽擴(kuò)散，生成 10 μm 外延富 Cr 層，表面 Cr 含量可達(dá) 45 %，在 5 % HCl 沸騰 24 h 失重 < 0.05 g m?2。

激光熔凝
毫秒級(jí)脈沖把表面快速加熱至 1500 °C 后自冷，晶粒 < 5 μm，Cr 均勻過(guò)飽和，海洋大氣暴露 2 年無(wú)銹斑。

高濃度 Cl?（> 1000 ppm）+ 高溫（> 60 °C）
Cl? 穿透鈍化膜，形成可溶性 CrO?Cl?，點(diǎn)蝕坑生長(zhǎng)速率可達(dá) 1 mm y?1。此時(shí)需轉(zhuǎn)向超級(jí)奧氏體 904L、超級(jí)雙相 2507 或鎳基合金。

強(qiáng)還原性酸（HCl、H?SO?）
鈍化膜無(wú)法穩(wěn)定存在，需靠整體合金耐蝕：Mo + Cu 聯(lián)合降低均勻腐蝕速率，如 904L 在 1 % H?SO? 中腐蝕率 < 0.02 mm y?1。

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（SCC）
Cl? + 拉應(yīng)力 > 閾值 KISCC 時(shí)，裂紋沿 γ 晶界擴(kuò)展。采用高 Ni、高 N 設(shè)計(jì)（如 654SMO）或噴丸引入表面壓應(yīng)力，可把 KISCC 提高 40 % 以上。