17种金属部件及后处理的防腐蚀方案选择

创作时间:

2025-01-21 16:55:40

作者:

@小白创作中心

17种金属部件及后处理的防腐蚀方案选择

腐蚀是金属与水或空气等腐蚀性介质发生反应，从而转化为不良物质的自然过程。为了制造耐腐蚀金属零件，我们可以选择本身就具备耐腐蚀性的金属材料，或者通过后处理选项来增强零件的耐腐蚀性。

方法1：从常见的耐腐蚀金属材料中进行选择

不锈钢材质

不锈钢是一个由大约200种合金钢组成的家族，具有很高的耐热性和耐腐蚀性。不锈钢的碳含量从0.03%到1.2%不等，其独特之处在于含铬量高。不锈钢的铬含量约为10.5%，可形成被动氧化层，保护金属免受腐蚀。

根据微观结构，不锈钢可分为三大类：

奥氏体不锈钢：奥氏体不锈钢由至少18%的铬和8-12%的镍组成。它还混合了氮、碳和许多其他元素。铬具有很强的耐腐蚀性，而氮则是一种硬化剂。这一系列合金被称为300系列不锈钢，常见的牌号包括不锈钢304和不锈钢316，后者则是最耐腐蚀的材料。
马氏体不锈钢：马氏体不锈钢通常含11.5-13%的铬、0.15%的碳、0.1%的锰、钼和硫或硒。该系列被称为400系列，常见牌号为420A。碳赋予合金强度，而低铬含量则使其耐腐蚀性低于300系列。
铁素体不锈钢：铁素体不锈钢是指铬含量在10.5%至30%之间、碳含量低于20%的直铬非硬化不锈钢合金。这类钢不能通过热处理硬化，但可以通过冷轧轻微硬化。这些钢也属于400系列，而430A是典型的等级。

双相不锈钢

顾名思义，双相钢合金由两种不同的相组成。它融合了铁素体相与奥氏体相的最佳性能特点，将这些优势整合成为一类极为先进的耐腐蚀金属材料。其中，典型的牌号包括含有25%铬、7%镍和4%钼的S32750，以及含有22%铬、5%镍和3%钼的2205。这些合金能够应对各种具有挑战性的工作环境。

用金属板生产不锈钢部件

超级合金

超级合金是一种高性能金属合金，在高温下具有耐腐蚀性和优异的机械性能。因此，在需要高性能和耐腐蚀性的领域（如航空航天和医疗领域），通常会使用这些等级的耐腐蚀金属。

超级合金是根据主要基体元素来区分的：

镍基超级合金：镍基超级合金不仅具有出色的耐腐蚀性，而且由于热膨胀系数低而具有高强度和耐热性。形状记忆和出色的可加工性等独特性能使这些材料与众不同。以铬镍铁合金718为例，它可以进行3D打印。
钴基超级合金：与镍基或铁基超合金相比，钴基超合金具有更高的熔点。与镍基或铁基合金相比，它们还具有出色的耐热腐蚀性。与镍基合金相比，钴基超合金具有很高的可焊性。钴铬粉末可进行3D打印。
铁基超级合金：铁基超级合金在常温下具有很高的强度，并具有很强的抗氧化、抗蠕变、抗磨损和抗腐蚀能力。它们比上述两种合金便宜得多。

铝

铝与氧气之间具有很强的亲和力，这使得铝表面能够自然形成一层致密的被动氧化层，赋予其良好的防腐蚀特性。在众多铝牌号中，大部分均展现出耐化学腐蚀的能力，而1xxx、3xxx和5xxx系列的铝合金尤为突出，它们在韧性方面表现最佳。这些铝合金在pH值介于4.5至8.5（即一般腐蚀性环境）的范围内展现出了极高的耐腐蚀性。为了进一步增强普通铝材的防腐性能，阳极氧化处理是一种非常有效的方法，它能在铝材表面形成一层保护性的氧化膜。

1xxx系列：这种级别铝纯度超高（约99%），在正常应用中具有最佳耐腐蚀性。
3xxx系列：锰是3xxx系列（铝锰合金-锰含量高达1.25%）的主要合金元素。因此，与1xxx铝相比，其抗腐蚀能力稍差。另一方面，锰使合金具有延展性。例如，Al-Si1Mg铝具有高应力腐蚀抗裂性。
5xxx系列：这种铝的主要合金元素是镁，其耐腐蚀性几乎与3xxx级铝相似。它具有高加工硬化率和高耐腐蚀性。它还具有光亮的表面光洁度。

用CNC机床加工的铝制部件

铜合金

铜合金具备卓越的导热性能、耐腐蚀特性、出色的硬度以及高温下的高强度。铜本身即拥有良好的耐腐蚀性，而将其与其他金属合金化能进一步提升其耐腐蚀性能。在铜合金的大家庭中，以下几种是最为人所熟知的耐腐蚀金属：

青铜：青铜是已知最古老的材料之一。现代青铜由88%的铜和12%的锡组成。青铜还可能含有镍、锰、铝、硅、锌或砷。合金中添加的少量硅可提高耐腐蚀性。
黄铜：黄铜是铜和锌的合金。它们可能还含有少量的锡，以赋予额外的耐腐蚀性能，而锌可能会降低耐腐蚀性能。黄铜通常具有较高的耐腐蚀性和良好的抗拉强度，熔点低于青铜甚至纯铜。

铜质电端