316、317不锈钢耐氯离子腐蚀能力浅析

耐腐蚀性

Ｅ墨墨圆工艺，工装，旗县，诌断，旃潮，缱幢，馥造■—■■——■■■■■—■■■—■■■■■■——■■——●■———■■■■■■■

昭决方寨

３１６、３１７不锈钢耐氯离子腐蚀能力浅析

卢日时。李刚

（哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司，哈尔滨１５００９０）

摘要：奥氏体不锈钢虽然耐大多数介质的腐蚀，但对氯离子腐蚀却比较敏感，文中通过比较３１６、３１７不锈钢不同牌号化学成分的不同，以氯离子对金属材料的腐蚀机理为基础，参照国内外不同行业标；隹对奥氏体不锈钢耐氯离子浓度的规定．利用耐点腐蚀能力指数公式，得出３１６、３１７各牌号不锈钢耐氯离子腐蚀能力的差异。关键词：奥氏体不锈钢腐蚀：氯离子中图分类号：ＴＧｌ４２

７１

文献标识码：Ｂ文章编号：１００２—２３３３（２０１３）０６～０２４６—０３

１

引言

并不能在有Ｃｌ惰蚀的环境中起到抗点腐蚀的作用。

２．２缝隙腐蚀

奥氏体不锈钢常被使用于电厂、炼厂、化工厂和造纸厂等，其具有良好的冷、热加工性，低温性，焊接性及无磁性等特点，对于氧化性酸、稀碱液、大部分有机酸、无机盐、大气和水蒸汽等具有良好的耐蚀性。然而，用于冷却水系统的３１６、３１７等奥氏体不锈钢并非真正的“不锈”，该系列不锈钢也会被腐蚀、穿孔甚至断裂，这些现象均与不锈钢周围的氯离子有关。但由于其腐蚀机理尚不完全明确，影响因素较为复杂，因此对于冷却水中可避免不锈钢腐蚀的氯离子浓度限值并不明确。本文结合近年来的工作，探讨了影响３１６、３１７不锈钢耐氯离子腐蚀性能的因素，为尽量避免和消除腐蚀做参考。

２

缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理非常相似，同样是由于氯离子的迁移和氯化物的水解造成，在局部区域形成酸性环境，从而致使合金被破坏。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孑Ｌ的缝隙部位，通常缝隙腐蚀就出现在几微米宽的窄豁缝中，例如在冷却水系统中，不锈钢板式和框式换热器常发生缝隙腐蚀。总的来说，与孔蚀相比，缝隙腐蚀对氯离子的限度更为严格，因为更窄的缝隙会使腐蚀产物的浓度更高，ｐＨ也就更低。２３蕴力蕊蚀

ｃｌ一的应力腐蚀对奥氏体不锈钢破坏性极大，影响奥氏体不锈钢应力腐蚀的重要因素有工作温度，周围介质，非金属夹杂物的形态、大小和分布以及加工应力等，应力的产生破坏了金属内部稳定的组织，使得晶粒在应力的作用下沿应力方向发生位错而形成滑移台阶，这些滑移台阶的形成增加了吸附和渗透ｃｌ一的可能性。

３

Ｃｌ一对奥氏体不锈钢的腐蚀机理

对于奥氏体不锈钢的腐蚀问题，已有大量的文献报

道［１ｔｚ］，在含ｃｌ一的介质中的腐蚀机理也有很多研究［¨］，不锈钢的耐蚀性与其表面钝化膜性能密切相关，而氯离子

是破坏不锈钢钝化膜的最重要的侵蚀性离子，分析ｃｌ封

不锈钢腐蚀主要有以下几类：

２．Ｊ孔蚀

３１６、３１７不锈钢中外牌号及化学成分

为了分析３１６、３１７各牌号不锈钢耐氯离子腐蚀能

所有金属材料都含有不同程度的非金属夹杂物，如硫化物、氧化物等，金属材料表面的非金属化合物，在ｃｌ一的腐蚀作用下将会很快变为坑点腐蚀形态。而坑点一旦形成，由于闭塞电池的作用，坑外的Ｃｌ一将向坑内不断迁移，而坑内带正电荷的金属离子则会向坑外迁移，从而形成电化学腐蚀。２００２年Ｍ．Ｐ．Ｒｖａｎ等同提出了与ＭｎＳ包裹体相关的氯离子对不锈钢的腐蚀机理。

对于合金含量较低且不含钼的不锈钢材料，表面虽然具有比较致密的氧化膜，但由于ｃ１一的作用很容易发生坑点腐蚀，进而导致应力腐蚀。在不锈钢材料中，含Ｍｏ的材料比不含Ｍｏ的材料耐点腐蚀性能好，因Ｍｏ含量越多，耐坑点腐蚀的性能越好，当钢中的Ｍｏ含量≥３％时，就可以达到完全阻止ｃｌ一向材料基体渗透的效果。

Ｎｉ在奥氏体不锈钢中的主要作用是形成并稳定奥氏体，使钢获得完全奥氏体组织，在提高材料韧性的同时可以提高钢的抗氧化腐蚀能力，但一般的奥氏体钢中的Ｎｉ

４

力，中外牌号对比及各钢号化学成分如表１、２所示。

３１６、３１７不锈钢各牌号抗氯离子腐蚀特性比较根据表３、４中３１６、３１７各牌号不锈钢化学成分可以看出，３１７各牌号不锈钢中的铬和钼含量较３１６各牌号不锈钢大，根据氯离子对不锈钢的腐蚀机理，钼含量超过３％时，可以充分阻止ｃ１一向材料基体渗透。

根据《火力发电厂凝汽器管选材导则》中关于常用不锈钢凝汽器管适用水质的参考标准，３１６、３１６Ｌ不锈钢的

耐氯离子腐蚀极限浓度值为１０００ｍ班（ｐｐｍ）；３１７、３１７Ｌ

不锈钢的耐氯离子腐蚀极限浓度值为５０００ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）。美国合成氨工业确定氯离子浓度为５００ｍｇ，Ｌ是避免３１６不锈钢发生孔蚀和应力腐蚀开裂的合理限度，其他各行业也有自己非官方的耐氯离子限度。根据《腐蚀数据与选材手册》一书中提出，３１６、３１７不锈钢在氯离子环境中的腐蚀速率跟温度有关，温度越高腐蚀速率越高。

２４６ｌ机械工程师２０１３年第６期

耐腐蚀性

圈蕊工艺，工幕，■曩，诠啊，奠■，维铬，改造Ｅ臣墨圆

表１不锈钢３１６中外牌号对照表

种类

旧牌号

ＯＣｒｌ７Ｎｉｌ２Ｍ０２

３１６、３１７不锈钢各牌号耐

英国

ＵＮＳＳ３１６００Ｓ３１６０９Ｓ３１６３５Ｓ３１６０３Ｓ３１６５１Ｓ３１６５３

３１６Ｓ６１３１６Ｓ１２

１９．１９ａ

中国（ＧＢ）

新牌号

０６Ｃｒｌ７Ｎｉｌ２Ｍ０２

日本（ⅡＳ）

ＳＵＳ３１６

美国

ＡＩＳＩ／ＡＳＴＭ

３１６３１６Ｈ

国际标准（ＩＳ０）

２０．２０ａ

点腐蚀能力比较如表５。

根据表５所示，３１６、３１７不锈钢各牌号耐点腐蚀能力与钢中氮含量关系较大，３１６Ｎ和３１６ＬＮ较其他３１６各牌号钢耐点腐蚀能力大，３１７ＬＭ６和３１７ＬＭＮ６较其他３１７各牌号耐点腐蚀能力大；其次影响不锈钢耐氯离子腐蚀能力的是钼含量和铬含量。因此在有氯离子存在的环境中对不锈钢进行选材时，首先需考虑其铬、钼和氮的含量，其次应根据环境温度的不同选择适当的材料。

５结论

（ＢＳ）

３１６Ｓ１６

奥

氏

ＯＣｒｌ８Ｎｉｌ２Ｍ０３Ｔｉ００Ｃｒｌ７Ｎｉｌ４Ｍ０２ＯＣｒｌ７Ｎｉｌ２Ｍ０２Ｎ００Ｃｒｌ７Ｎｉｌ３Ｍ０２ＮＯＣｒｌ８Ｎｉｌ２Ｍ０２Ｃｕ２ｏｏＣｒｌ８Ｎ订４Ｍ０２Ｃｕ２

０６Ｃｒｌ７Ｎｉｌ２Ｍ０２Ｔｉ０２２Ｃｒｌ７Ｎｉ１２Ｍ０２０６Ｃｒｌ７Ｎｉｌ２Ｍ０２Ｎ０２２Ｃｒｌ７Ｎｉｌ３Ｍ０２Ｎ０６Ｃｒｌ８Ｎｉｌ２Ｍ０２Ｃｕ２０２２Ｃｒｌ８Ｎｉｌ４Ｍ０２Ｃｕ２

ＳＵＳ３１６ＴｉＳＵＳ３１６ＬＳＵＳ３１６Ｎ

３１６Ｔｉ３１６Ｌ３１６Ｎ３１６ＬＮ

体型钢

ＳＵＳ３１６ＵｑＳＵＳ３１６Ｊ１ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ

表２不锈钢３１７中外牌号对照表

种类奥

氏

中国（ＧＢ）

旧牌号

０Ｃｒｌ９Ｎｉｌ３Ｍ０３ｏｏＣｒｌ７Ｎｉｌ４Ｍ０２Ｎ

日本

新牌号

（ＪＩＳ）

ＳＵＳ３１７

美国

ＡＩＳＩ，ＡＳＩ’Ｍ

３１７３１７ＬＭ６３１７ＬＭＮ６３１７ＬＮ６

ＵＮＳＳ３１７００Ｓ３１７２５Ｓ３１７２６Ｓ３１７５３Ｓ３１７０３

英国（ＢＳ）

３１７Ｓ１６

国际标准（ＩＳ０）

２５

一

０６Ｃｒｌ９Ｎ订３Ｍ０３

体型钢

００Ｃｒｌ９Ｎｉｌ３Ｍ０３

ＯＣｒｌ８Ｎｉｌ６Ｍ０５

０２２Ｃｒｌ９Ｎｉｌ３Ｍ０３

ＳＵＳ３１７Ｌ

一一

３１７Ｌ３１７Ｓ１２２４

一

（１）奥氏体不锈钢主要依靠一层超薄的氧化铬钝化膜抵抗氯离子腐蚀，当材料中因贫铬或其他因素导致钝化膜破裂时，奥氏体不锈钢就会发生孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等局部腐蚀现象。

（２）奥氏体不锈钢钼含量大于３％时，可以完全阻止Ｃｌ一向材料基体内渗透，即可以免于腐蚀。而３１７系列不锈钢中钼含量均大于３％。

（３）３１６、３１７不锈钢在氯离子环境中的腐蚀速率跟温度有关，温度越高腐蚀速率越高。

（４）在有氯离子存在的环境中对不锈钢进行选材时，首先需考虑其铬、钼和氮的含量，其次应根据环境温度的不同选择适当的材料。

［参考文献］

［１］肖纪美．腐蚀与防护全书：应力

ＳＵＳ３１７儿

表３不锈钢３１６各牌号化学成分对照表

３１７３１７Ｌ

≤０．１２≤Ｏ．０８≤０．０４０≤Ｏ．０３≤０．０３≤０．０３

１８．００－２０．００１８．Ｏｏ－２０．００１６．Ｏｏ－１９．００１８．Ｏｏ－２０．００１７．Ｏｏ＿２０．００１８．Ｏｏ＿２０．００

１１．Ｏｏ＿１５．００１１．Ｏｏ－１５．００１５．００一１７．００１３．５０＿１７．５０１３．５０＿１７．５０１１．Ｏｏ－１５．００

≤２．００≤２．００≤２．００≤２．００≤２．００≤２．００

≤Ｏ．０３５≤Ｏ．０３５≤Ｏ．０３５≤０．０４５≤Ｏ．０４５≤０．０４５

≤０．０３０≤０．０３０≤Ｏ．０３０≤Ｏ．０３０≤Ｏ．０３０≤Ｏ．０３０

３ＪＤｏ－４．００３．００－４．００

≤１．００≤１．００≤１．００≤０．７５≤Ｏ．７５≤Ｏ．７５

一一一

一一一

３１７Ｊ１

３１７ＬＭ６３１７ＬＭＮ６３１７ＬＮ６

４．００—６加

４．Ｏｏ＿５．００４．Ｏｏ＿５．００

一一一

一

≤０．２００．１０－ｏ．２００．１０—Ｏ．２２

一

—

一

３．Ｏ叫．００

—

一

表５３１６、３１７不锈钢各牌号耐点腐蚀能力指数

由于工作条件是含有氯离子的环境，所以很容易造成点腐蚀和缝隙腐蚀（统称为局部腐蚀），而铬和钼含量的提高有助于增强不锈钢抗局部腐蚀的能力。铬、钼和氮对抵抗局部腐蚀能力的综合影响，经常用经验公式ｗＳ来表示［７］：

ＷＳ（ＰＲＥ—Ｎ）＝Ｃ—％＋

［２］

作用下的金属腐蚀 应力腐蚀 氢致开裂 腐蚀疲劳 磨耗腐蚀［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９０．

肖纪美．不锈钢的金属学问题［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９８３．

［３］王荣光，魏云，张清廉，等．奥氏体不锈钢ｓｕｓ３１６及ｓｕｓ３１６Ｌ

在含ｃｌ一的饱和Ｈ：ｓ水溶液中的应力腐蚀行为研究［Ｊ］．中国腐蚀与防护学报，２０００，２０（１）：４７—５３．

［４］卢志明，何正炎，高增梁．３１６Ｌ不锈钢应力腐蚀敏感性指数计算

与回归分析［Ｊ］．浙江工业大学学报，２００７，３５（２）：１９８—２００．［５］董绍平，袁军国。方德明，等．３１６Ｌ钢在含Ｈ２Ｓ、Ｃｌ－水溶液中的慢

应变速率腐蚀试验研究［Ｊ］．化工机械，２００１，２８（２）：７９—８１．１６Ｊ

ＲＹＡＮＭ

３．３×Ｍｏ％＋１６×Ｎ％

Ｐ，ｗＩＬＬＩＡＭＤＥ，ＣｈａｔｅｒＲＪ．ＷｈｖＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌ

式中的ｗＳ值被称为耐点腐蚀能力指数。

Ｃｏｒｒｏｄｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００２，４１５（６８７３）：７７０一７７４．

机械工程师２０１３年第６期ｌ２４７

耐腐蚀性

孵决方案

Ｅ臣墨圆工艺，工蓉，麓具，诰野，赫黑，维修，萏造—■—■■■■■—■—●——■■■——●■—■——●——■■——■■——■——■

曲轴旋风车床拐径支承装置的设计与应用

吴明昭，高强

（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔１６１００５）

摘要：怨决了曲轴拐径切削加工过程中切削不稳定的技术难题，通过增加支承装置，提高了拐径的支承刚性及零件加工精度，提高了零件加工合格率。关键词：益轴；拐径．支承，稳定中图分类号：ＴＧ５０２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１∞２—２３３３（２０１３）０６一０２４８—０２

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｐｐＨｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇＤｅｖｉｃｅｆｏｒＣｒａｎｋｐｉｎｏｎＣｒａｎｋｓｈａｆｔＬａｔｈｅ

ＷＵＭｉｎｇ－ｚｈａｏ，

（Ｑｉｑｉｈａｒ

Ｈｅａ”ｙＣＮＣＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

ｏｎ

ＧＡｏＱａｎｇ

Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｑｉｈａｒ１６１００５，Ｃｈｉｎａ）

ａｒｅ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｓｏｌＶｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ

ｃｕｔｔｉｎｇｓｔｂｉｌｉｔｙｏｆｃｒａｎｋｐｉｎ，ｍｏｒｅｓｕｐｐｏｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ

ｂｅａｄｄｅｄｉｎ

ｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｕｐｐｏｎｉｎｇＴｉｄｉｇｉｔｙ，ｍａｃｈｉｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｒａｎｋｓｈａｆｔ；ｃｒａｎｋｐｉｎ；ｓｕｐｐｏｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ

１引言

和下斜铁设置在旋风刀架上的升降槽中，升降柱与下斜铁之间通过倾斜面滑动配合，上斜铁作上、下向移动，下斜铁左右移动。上述移动的控制机构为调整丝杆，操作方头安装在二者之间的齿轮组件上，调整丝杆固定在下斜铁一侧。

３工作原理

由于数控曲轴旋风车床的切削方式为刀具旋转、工件固定，因此在切削过程中必须保证整个工件稳定，尤其是工件在靠近刀具部分的稳定性，否则加工精度就会受到影响。由于曲轴工件的形状比较特殊，不易牢固卡持，因而在切削过程中其稳定性更加难以保证。众所周知，曲轴是大型船舶的核心传动部件，其精度对一艘船舶性能、噪音有着直接的影响，因此，为了彻底解决曲轴加工过程中工件稳定性的问题，我们对国外机床进行了考察调研，通过总结分析，发现曲轴在加工过程中，拐径的两侧有不同的支

如图２，左、右滑动机构由支承座１、滑座２和上斜铁３构成，上斜铁３为“Ｔ”形结构，支承座ｌ固定在梯形的滑座２上，滑座２的座底镶嵌在上斜铁３顶面的滑槽４中，座顶面由压板５压紧，滑座２通过滚针轴承在滑槽４内左、右向滑动。

２设计原理

图１为曲轴示意图，支拐装置从动作上可分为两种，即：支承座的左、右滑动机构和支承座的上、下升降机构。支承座的左、右滑动机构包括支承座、滑座和上斜铁，上斜铁为“Ｔ，’形，支承座固定在梯形滑座的顶端，滑座的座底镶嵌在上斜铁顶面的滑槽中，座顶面由压板压紧，滑座通过滚针轴承可在滑槽内左、右方向上滑动；支承座的上、下升降机构包括上斜铁和下斜铁，上斜铁下部带有升降柱，升降柱

基金项目：国家重大科技专项课题（２００９ＺＸ０４００２—０５１）

［７］

ＪＡＲＧＥＬＩｕＳ—ＰｃＴＩＥＲｓｓ０ＮＲＦ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰｉｔｔｉｎｇ

Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ

Ｃｏｎｃｅｐｔ

ｔｏ

支承座的上、下升降机构包括上斜铁３和下斜铁６，上斜铁３下部带有升降柱７，升降柱７和下斜铁６设置在升降槽中，升降柱７与下斜铁６通过二者之间的倾斜配合面８滑动配合，上斜铁３作上、下向移动，下斜铁６左右移动。上述移动的控制机构为调整丝杆９，操作方头１０和安装在二者之间的齿轮装置，调整丝杆９装在下斜铁６的一

Ｓｏｍｅ

Ｈｉ曲ｌｙＡｌｌｏｙｅｄ

作者简介：卢日时（１９７９一），男，工程师，主要从事汽轮机辅机产品、换

热设备的设计与研发工作。

收稿日期：２０１３一０３一１４

Ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓ

ｓｔｅｅｌｓ［Ｊ］．ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，１９９８（２）：１６２—１６８．

（编辑明涛）

２４８ｌ机械工程师２０１３年第６期

耐腐蚀性

316、317不锈钢耐氯离子腐蚀能力浅析

作者：

作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

卢日时， 李刚

哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司,哈尔滨,150090机械工程师

Mechanical Engineer2013(6)

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