耐腐蝕材料 任何一種材料只是在一定的介質(zhì)和工作條件下才具有特定的耐蝕性。同一類材料也因牌號很多、成分有別、性能也各有差異。顯然, 耐蝕材料的選擇是產(chǎn)品設(shè)計中一項細致而復(fù)雜的工作。為此, 應(yīng)先了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點、使用性能、使用價值、使用環(huán)境( 如受力狀況、腐蝕介質(zhì)種類及濃度、溫度、物料狀態(tài), 是否要求導(dǎo)電、絕緣或散熱, 以及密度及磁性要求等)及壽命, 再結(jié)合所掌握的材料特性或查相關(guān)資料或作必要輔助實驗, 在材料使用性、加工性卜耐用性及經(jīng)濟性( 特別是制成的產(chǎn)品的綜合經(jīng)濟性)等方面作出綜合評價, 從而選出最合理的耐蝕材料。 1. 應(yīng)先選擇對使用介質(zhì)及工作條件有耐蝕性的材料, 這是防止產(chǎn)品失效最積極的措施( 特別對易造成重大災(zāi)難及不易維護的場合) 。此時, 應(yīng)了解不同材料在此介質(zhì)及工作條件中可能的腐蝕形式, 如金屬的均勻腐蝕、應(yīng)力的腐蝕、電偶腐蝕、點蝕, 陶瓷的化學(xué)溶解及塑料的老化、溶脹等, 再考慮相關(guān)因素選擇合適的材料。如一般碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼在常溫硝酸、濃堿液、濃硫酸、濃氫氟酸中很耐蝕; 純鋁特耐濃硝酸腐蝕; 鈦在氧化性介質(zhì)中比大多數(shù)不銹鋼耐蝕, 特別是在海水中更突出( 不易產(chǎn)生點蝕及應(yīng)力腐蝕), 是制作海水中熱交換器的極佳材料; 氮化硅陶瓷除氫氟酸外, 能耐各種酸和堿腐蝕等。 2. 溫度不高及受力狀況允許下優(yōu)先選擇塑料( 含塑料、橡膠襯里及玻璃鋼、聚氨酯)。因為塑料對大多數(shù)酸、堿、鹽的耐蝕性比一般金屬好, 且成形加工容易, 成本也較低, 還可節(jié)約貴重金屬( 如鋁、鉛、不銹鋼等), 并且不會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕, 電偶腐蝕等電化學(xué)腐蝕( 但相當(dāng)部分易老化及受部分溶劑影響, 制成的裝置或產(chǎn)品不用維護或易于維護。如聚丙烯除濃酸如濃硫酸等強氧化性介質(zhì)外, 幾乎耐各種酸、堿、鹽腐蝕(僅少數(shù)溶劑可使其溶脹) ; 耐酸酚醛( 用耐酸石棉填充) 特別能耐各種濃度鹽酸、低中濃度硫酸腐蝕; 而聚四乙烯在強酸、強堿、強氧化劑甚至“ 王水” 中都不腐蝕, 耐各種溶劑, 耐候性特好, 吸水率幾乎為零, 已廣泛應(yīng)用于各種耐蝕零件、結(jié)構(gòu)及涂層上。另外, 塑料在工業(yè)中廣泛的應(yīng)用已導(dǎo)致機械設(shè)計及工藝的巨大變化, 導(dǎo)致了傳統(tǒng)金屬加工業(yè)的日益萎縮( 如在電器、玩具、建材、裝飾裝瑛、工藝品甚至機器生產(chǎn)、化工裝置、汽車、飛機上), 導(dǎo)致了產(chǎn)品的更新?lián)Q代及市場的激烈競爭, 也導(dǎo)致了傳統(tǒng)機械工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝的調(diào)整變化及機械工業(yè)內(nèi)涵的延伸。這一點, 是同傳統(tǒng)金屬材料打交道的機械工程技術(shù)人員應(yīng)注意和彌補的。 3. 對容易產(chǎn)生腐蝕和不易維護的部位, 以及對產(chǎn)品美學(xué)價值影響較大的部位, 應(yīng)選耐蝕性高的材料, 以減少腐蝕造成的損失, 美學(xué)價值的降低或降低維護成本, 如高樓防護欄選不銹鋼, 轎車雨刮器用不銹鋼發(fā)黑處理代碳鋼涂飾等。耐蝕性高的材料不一定成本就高, 如碳鋼常用于制濃酸貯罐等, 而聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、耐酸酚醛等原料價格不高, 用其批量生產(chǎn)產(chǎn)品時, 生產(chǎn)成本也不高( 不少還低于金屬件)。 4. 對金屬材料, 不僅要注意材料品種牌號, 還應(yīng)選擇腐蝕傾向小的熱處理狀態(tài)( 如1 8 一8 不銹鋼的固溶處理等)。因為不同的金相及組織, 有時使耐蝕相差較大。另外, 不同材料組合接觸時應(yīng)注意可能產(chǎn)生電偶腐蝕( 此時, 最好考慮用單一金屬品種材料, 或作絕緣處理, 或選塑料、陶瓷等不導(dǎo)電材料)。 5. 所選材料除應(yīng)滿足要求的耐蝕性外, 還應(yīng)滿足產(chǎn)品或裝置工作時的力學(xué)性能, 物理性能( 如耐熱性、絕緣性、密度、導(dǎo)磁性等), 成形加工性等。如高溫介質(zhì), 可選不銹鋼或陶瓷; 高壓介質(zhì)可選鋼( 含鋼材、塑料、橡膠) 或玻璃鋼; 絕緣保溫可選塑料或陶瓷; 質(zhì)輕無磁性可選塑料、鋁、欽等; 要拼焊的大型工程結(jié)構(gòu)應(yīng)選可焊性好的低碳合金鋼、奧氏體不銹鋼或玻璃鋼等。 6. 對受力較大的結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品的材料選擇時, 還應(yīng)注意防止應(yīng)力腐蝕開裂或腐蝕疲勞( 主要針對金屬材料)。不少材料不受力時還耐腐蝕, 但受一定拉應(yīng)力或交變應(yīng)力后, 力學(xué)性能明顯下降, 易產(chǎn)生應(yīng)力和介共同作用下的腐蝕脆性斷裂, 從而造成意外災(zāi)難。不同金屬材料的應(yīng)力腐蝕破裂有其產(chǎn)生的特定介質(zhì), 還與成份有關(guān)( 如含相的奧氏體不銹鋼、高鉻高鎳不銹鋼、雙相不銹栩的抗應(yīng)力腐蝕性就比其他不銹鋼好得多),可查有關(guān)資料確定。