1. 耐(nai)海水鋼銹層的(de)特征


  關于海水中鋼(gang)(gang)表面生成(cheng)的(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng),玉田等(deng)通(tong)過添加Cr、Al或(huo)者Cr+Al試驗(yan)證明,在比碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)耐蝕的(de)(de)鋼(gang)(gang)種表面生成(cheng)了黏(nian)附的(de)(de)硬(ying)的(de)(de)內層(ceng)銹(xiu)(xiu)和松弛而軟的(de)(de)外層(ceng)銹(xiu)(xiu),在內層(ceng)銹(xiu)(xiu)上鉻或(huo)鋁(lv)高度濃(nong)縮。相反,在碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)或(huo)者與(yu)碳素(su)(su)鋼(gang)(gang)耐蝕性大(da)致(zhi)相同的(de)(de)0.3%Cu、0.3%Cu-2%Ni鋼(gang)(gang)上內層(ceng)銹(xiu)(xiu)幾(ji)乎不存在,只(zhi)有(you)外層(ceng)銹(xiu)(xiu)。即(ji)使(shi)把內層(ceng)銹(xiu)(xiu)進行X射線衍射,也只(zhi)能檢測出α、Y-FeOOH、Fe3O4、非晶質成(cheng)分(fen)等(deng)通(tong)常的(de)(de)水中的(de)(de)銹(xiu)(xiu)成(cheng)分(fen)。


 高村等(deng)關于海洋(yang)大(da)氣(qi)及海水(shui)飛濺帶生成(cheng)銹的研(yan)究結果前面已敘述。他(ta)們把從暴曬1年的試片(pian)上(shang)刮下來(lai)的銹進行X射線衍射研(yan)究并(bing)發現,碳(tan)素鋼(gang)、P-Cu-Ni-Cr鋼(gang)上(shang)四氧化(hua)三鐵結晶的成(cheng)長都比作為比較的田園地(di)(di)區或工(gong)業地(di)(di)區的顯著.銹層中磁(ci)鐵礦的生成(cheng)在實(shi)驗室中干濕交替3個月(yue)試片(pian)試驗也(ye)(ye)證實(shi),4種鋼(gang)中越(yue)是重量(liang)減少大(da)的鋼(gang),磁(ci)鐵礦峰值(zhi)強度越(yue)強,半值(zhi)寬度越(yue)小。也(ye)(ye)就是說耐蝕性越(yue)大(da)的鋼(gang),磁(ci)鐵礦的粒子越(yue)微細。


 佐武等也(ye)觀(guan)察到(dao),在實驗(yan)室(shi)中用人工(gong)海水(shui)形成的(de)干濕交替試驗(yan)所生成的(de)耐蝕性良好的(de)鋼的(de)銹層是由多(duo)孔質的(de)外層和致密的(de)內(nei)(nei)層構成的(de),而該內(nei)(nei)層是磁鐵礦層。


 如果綜合玉田等、高村等、佐武等在1970年(昭和45年)所進行的研究,海洋性銹層的保護性與由磁鐵礦形成的內層有關系,雖然可以推測有效合金元素能否助長它的生成,可是和大氣中的銹層不同,以后的研究沒有繼續進行,直到現在還沒有提出關于其全貌的一般見解。與耐候鋼不同,耐海水鋼還沒有被廣泛應用,這可能是未能激發開展研究工作的理由。



2. 耐海水鋼金(jin)屬組織(zhi)的影(ying)響


 在(zai)(zai)論述合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素(su)的影響(xiang)因素(su)時,不能(neng)(neng)忽(hu)視熱處理或金(jin)(jin)(jin)屬(shu)組織(zhi)的影響(xiang)。在(zai)(zai)實際(ji)應用上,為(wei)了(le)維持力學性(xing)能(neng)(neng)或者由于受生(sheng)產工(gong)藝的限制(zhi),多數情況(kuang)是只考(kao)慮(lv)盡可能(neng)(neng)提(ti)高耐蝕性(xing)不允許選(xuan)擇熱處理或金(jin)(jin)(jin)屬(shu)組織(zhi)。并且,像海(hai)水中那樣溶解氧(yang)的擴散支配(pei)腐蝕速度的場合,好像沒有考(kao)慮(lv)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)組織(zhi)的影響(xiang)。可是,以前通過通常的熱軋(ya)(ya)所得到的碳素(su)鋼具有鐵素(su)體-珠(zhu)光體組織(zhi),而加入相當的鉻后,進(jin)行同(tong)樣的軋(ya)(ya)制(zhi)則變成中間(jian)組織(zhi)等,同(tong)時改(gai)變了(le)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)組織(zhi),這是必須注(zhu)意的事項。


 關于(yu)熱(re)處(chu)理對腐蝕影響的(de)研究,Hudson等從1946年(nian)開始進(jin)行的(de)為期5年(nian)60個鋼種(zhong)(zhong)的(de)海水全(quan)浸(jin)試驗礦種(zhong)(zhong),就(jiu)考慮了這個方面(mian)的(de)因(yin)素。看到(dao)該試驗結果后,雖然有(you)(you)人引用(yong)了“金屬組織(zhi)沒有(you)(you)影響”這句話,可(ke)是Hudson等只是將沒有(you)(you)得到(dao)清楚(chu)的(de)結果作為結論。實際(ji)上56種(zhong)(zhong)鋼中的(de)28種(zhong)(zhong)鋼爐(lu)冷(leng)材比為淬(cui)火材腐蝕大,其他(ta)的(de)28種(zhong)(zhong)鋼與(yu)此相(xiang)反,他(ta)們曾經(jing)說過:“這并不一定說明熱(re)處(chu)理對各種(zhong)(zhong)鋼的(de)耐蝕性沒有(you)(you)影響”。那么為什么在數據一覽表里沒有(you)(you)熱(re)處(chu)理的(de)記(ji)載或有(you)(you)多大程度的(de)影響,尚不清楚(chu)。


 研(yan)究金屬組(zu)(zu)織影響的(de)(de)報告很(hen)少(shao),佐(zuo)武(wu)等(deng)(deng)研(yan)究后認為(wei)(wei),0.2%Cu-2%Cr系(xi)、0.3%Cu-2%Cr-0.2%P系(xi)、0.5%Cu-2%Cr系(xi)、3%Cr-0.5%Cu-0.2%P系(xi)的(de)(de)鋼,在人工海水形成(cheng)的(de)(de)干濕交替試驗(yan)(9個月)環境里,空冷(leng)材(cai)(cai)的(de)(de)腐蝕量是(shi)(shi)爐(lu)冷(leng)材(cai)(cai)的(de)(de)1/2.并且(qie),同(tong)組(zu)(zu)的(de)(de)小若等(deng)(deng)對 2%Cr-1%Mo、5%Cr-0.5%Mo、10%Cr-1% Mo鋼在0.003%~3%NaCl、2m/s條件下進行流動水試驗(yan)(15天(tian))后也確認,正(zheng)火(huo)(huo)材(cai)(cai)(珠(zhu)光體(ti)或者(zhe)馬氏體(ti)組(zu)(zu)織)的(de)(de)腐蝕量約是(shi)(shi)退(tui)火(huo)(huo)材(cai)(cai)料(鐵(tie)素體(ti)-珠(zhu)光體(ti)或者(zhe)鐵(tie)素體(ti)-碳(tan)化物組(zu)(zu)織,725℃,45min)的(de)(de)1/2.佐(zuo)武(wu)等(deng)(deng)認為(wei)(wei)爐(lu)冷(leng)材(cai)(cai)在滲碳(tan)體(ti)中大量固(gu)溶的(de)(de)鉻失去了(le)有(you)效性,小若等(deng)(deng)認為(wei)(wei)退(tui)火(huo)(huo)材(cai)(cai)的(de)(de)滲碳(tan)體(ti)或者(zhe)碳(tan)化物由于形成(cheng)了(le)有(you)效的(de)(de)陰極而(er)降低(di)了(le)耐蝕性,可是(shi)(shi)都(dou)沒有(you)得(de)到實驗(yan)證實。


 不僅限于海水腐(fu)蝕,在大氣(qi)腐(fu)蝕等(deng)方面,對(dui)(dui)金(jin)屬(shu)組織的影(ying)響有經驗的人好像很(hen)多,可是一直沒有進行(xing)過詳(xiang)細的研(yan)究,雖然有時這成(cheng)為對(dui)(dui)學會論(lun)文(wen)講(jiang)演的質疑或(huo)者在非正式場合下的話題,然而(er)大多數只(zhi)限于在那種(zhong)場合談談而(er)已,即使現在也很(hen)難說人們對(dui)(dui)金(jin)屬(shu)組織影(ying)響的本(ben)質有什么了(le)解(jie)。



3. 回歸方程式


 令(ling)人遺憾的(de)(de)(de)(de)是,幾個(ge)經過系(xi)統的(de)(de)(de)(de)海水腐蝕試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)沒有進行詳(xiang)細地(di)分析(xi)就被發(fa)表了。例如,著名的(de)(de)(de)(de)Hudson等的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)結果(guo),挑選數據(ju)后就沒有詳(xiang)細分析(xi)各個(ge)合金元素的(de)(de)(de)(de)影響。最(zui)近(jin)計(ji)算機已成為(wei)人們身邊之(zhi)物,我認為(wei)最(zui)好利用(yong)計(ji)算機把這樣的(de)(de)(de)(de)知(zhi)識財富(fu)再(zai)次進行解(jie)析(xi)以發(fa)揮它的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。


 作(zuo)為分析實例,下面列舉渡邊把Hudson等的(de)海水浸(jin)泡試(shi)驗數據進行解析的(de)結(jie)果。解析了(le)許多人(ren)在海水(shui)(shui)全(quan)浸帶中及潮差(cha)帶獲得(de)的數(shu)據.為了(le)除(chu)去試驗材尺(chi)寸等的影響,通(tong)過用碳(tan)素鋼的腐蝕(shi)量除(chu)以(yi)添加合(he)金(jin)元素鋼的腐蝕(shi)量的方法進行標(biao)準化,求出了(le)在各合(he)金(jin)元素的1次方程式中表(biao)示海水(shui)(shui)全(quan)浸帶及潮差(cha)帶腐蝕(shi)的系數(shu)。