5.3、耐点蚀和缝隙腐蚀性能

为讨论不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀的性能，引入临界点蚀温度这一概念是有用的。对于某一氯化物环境，每一种不锈钢都可用一个温度来描述其特征，高于此温度点蚀开始产生，并且24小时之内可发展到肉眼可见的程度。低于此温度则在无限长的时间内也不会产生点蚀。这一温度即所谓的临界点蚀温度（CPT）。它是对特定的不锈钢牌号和特定环境的表征。由于点蚀的起始发生从统计学上看是随机的，而且CPT对牌号或产品的微小变化敏感，因此，对于不同牌号的CPT通常以一个温度范围来表示。然而，采用ASTM G 1501标准介绍的研究方法，采用电化学测量法有可能可以准确和可靠地测定CPT。

缝隙腐蚀也有一个类似的临界温度，称为临界缝隙腐蚀温度（CCT）。CCT取决于不锈钢试样、氯化物环境和缝隙的特性（紧密度，长度等）。由于缝隙的几何形状以及实际中很难再现同样缝隙的尺寸，CCT的测量数据要比CPT更分散。对于同样的钢种和腐蚀环境，CCT通常往往比CPT低15～20℃（27～36℉）。

双相不锈钢的高铬、钼和氮使其在含水环境中具有非常好的耐氯化物局部腐蚀性能。根据合金含量，一些双相不锈钢牌号甚至跻身于性能最好的不锈钢之列。由于双相不锈钢的铬含量相对高，从而具有高耐蚀性而且非常经济。图8给出了按照ASTM G 482（6% FeCl3）测定的一些固溶态不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能的比较。材料焊接态的临界温度要低一些。临界点蚀或缝隙腐蚀温度高则表明材料耐腐蚀起始发生的能力较高。2205钢的CPT和CCT都大大高于316不锈钢。这使2205钢成为多用途的材料，适用于因蒸发导致氯离子浓缩的环境，例如热交换器的蒸汽空间或保温层的下面。2205双相钢的CPT还表明它可用在碱水和脱气盐水中。它还成功地用于脱气海水中，在这些应用中，通过高流速的海水或用其他方法使钢的表面没有沉积物。

在苛刻的海水应用环境中，如薄壁热交换器管，或表面有沉积物或有缝隙时，2205钢没有足够的耐缝隙腐蚀能力。然而，CCT高于2205的高合金化双相不锈钢如超级双相不锈钢，已经用于许多既要求高强度又要求耐氯离子腐蚀的苛刻海水条件。

因为CPT与材料和特定环境成函数关系，有可能对单一要素的影响进行研究。利用按照ASTM G 48 A法确定的CPT，采用回归分析法得出钢的成分（每种元素作为一个独立变量）和测定的CPT（相关变量）的关系。结果显示只有铬、钼、钨和氮对CPT有稳定的影响。关系式如下：CPT = 常数＋%Cr+3.3（%Mo＋0.5%W）＋16%N.式中4个合金元素乘以各自的回归常数之和通常被称为耐点蚀当量值（PREN）。不同研究者给出的氮的系数不同，通常使用16，22和30[8]。可根据PRE值给某一钢类的牌号排序，但要注意避免对这一关系式的过分依赖。式中合金元素为“独立变量”，但实际并不真正独立，因为试验的钢是平衡成分。这种关系不是线性或交叉关系，例如铬和钼的协同作用被忽略。此关系式假定了理想加工状态的材料，没有考虑金属间相、非金属相以及不当的热处理带来的影响，热处理不当可以对耐蚀性带来不利影响。

图8：非焊接态奥氏体不锈钢（左）和固溶态的双相不锈钢（右）的临界点蚀和缝隙腐蚀温度（按照ASTM G48 在6%的三氯化铁溶液中测量）

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