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　　特殊性能钢

　　特殊性能钢是具有特殊物理、化学、力学性能，并能在特殊工作环境下使用的钢。常用于制造除要求具有一定的力学性能外，还要求具有特殊性能的零件。其种类很多，机械制造中常用的有不锈钢、耐热钢、耐磨钢。

　　不锈钢

　　能够抵抗空气、蒸汽和水等弱腐蚀性介质腐蚀的钢为不锈钢；在酸、碱、盐等强腐蚀性介质中能够抵抗腐蚀的钢为耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。耐酸钢在不同介质种类、浓度、温度和压力条件下，其耐蚀性是有较大差异的。

　　对不锈钢性能的要求是耐蚀性能，但还要有合适的力学性能，良好的冷、热加工和焊接工艺性能。

　　一、金属材料的腐蚀与防护

　　1、腐蚀的概念

　　金属表面受到外部介质作用而逐渐破坏的现象称为腐蚀或锈蚀。腐蚀可分为化学腐蚀与电化学腐蚀两类。

　　(1)化学腐蚀 化学腐蚀是指金属与周围介质发生化学作用而产生的腐蚀。化学腐蚀也有两种形式：一种是气体腐蚀，如钢在高温气体中的氧化、脱碳；另一种是金属在非电解质中的腐蚀，例如机器零件受煤油、汽油、润滑油的腐蚀。化学腐蚀的特点是金属与介质起化学作用，腐蚀过程没有电流产生，在金属表面产生腐蚀。

　　(2)电化学腐蚀 电化学腐蚀是指金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生电化学作用而引起的腐蚀。这种腐蚀很普遍，危害性也最大。电化学腐蚀与化学腐蚀不同，在腐蚀过程中有微电流产生。铁和铜在电解质溶液（例如NaCl水溶液）中，由于铁的电极电位比铜的电极电位低，铁比铜活泼，容易失去电子，因此铁起阳极（负极）作用，电极电位高的铜得到电子，因此起阴极（正极）作用。在阳极上铁容易失去电子而被溶解

　　Fe-2e→Fe++

　　电子流到阴极与氧和水作用

　　O2+H20+2e→20H

　　二价铁离子与氢氧离子在溶液中进行反应

　　Fe+++20H→→Fe(OH)2↓

　　Fe(OH)2继续与氧作用，最后生成含结晶水的Fe2O3。这样电极电位低的铁就会不断溶大气中，特别是在工业地区的大气中，经常含有CO2、SO2、NH3等气体，暴露在大气解而被腐蚀。

　　中的机器零件，表面凝结一层水液，而水液吸收了这些气体，就会形成电解质溶液。金属的组织一般是不均匀的，例如碳钢的组织有铁素体和渗碳体两相，在电解液中二者的电位不同，形成“微电池”。铁素体的电位较负，构成微电池的阳极，而渗碳体的电位较正，构成它的阴极，结果铁素体基体不断被腐蚀。

　　合金为多相组织时，如果不同相存在着电极电位差，则组织的弥散度越大，形成的微电池就越多，电化学腐蚀就越严重。

　　由于晶界的结构和成分不均匀，也常常出现电化学腐蚀。在所有多晶体中都不同程度地存在这种倾向，在某些不锈钢中表现得尤为严重。这种腐蚀沿着晶界进行，通常是由表面向内部发展。

　　金属的防腐蚀方法

　　为了使金属制成的零（构）件在使用过程中避免或减少腐蚀，常采用以下保护措施：

　　金属镀层 工业上广泛采用金属镀层保护，分阳极镀层和阴极镀层。在阳极镀层情况下，与基体金属比较，保护金属（如锌）的电极电位较负，电解液由破坏处进入，形成钢一锌电池而发生化学腐蚀的过程，破坏的是锌镀层。由于所露出阴极表面与阳极表面相比较小，因而腐蚀速度不大。常用的白铁皮就是这种镀层，所以它具有较好的耐蚀性。

　　阴极镀层恰恰相反，镀层金属的电极电位较高，钢的锡、铜、铬、镍等镀层，对钢来说是阴极镀层。当阴极镀层是致密的时候，它可以良好地保护金属不受腐蚀，但当镀层局部破坏或其中存在气孔时，便会在这些地方开始腐蚀，腐蚀的是钢，而不是镀层。由于阴极表面比露出的阳极区域大，腐蚀发展迅速，会在损伤处破坏零件。因此，如果要可靠保护时，一般不推荐阴极镀层。