钢是建筑业最广泛应用的材料之一。其强度和耐用性使其具有无与伦比的多功能性,允许它用于许多应用中。这种材料也具有巨大的市场需求,拥有年生产成本约为18.7亿美元和健康预计产出。
与流行的信念相反,钢不是天然金属元素。相反,它是一个合金铁和碳。换句话说,它是这两个独立元素的混合物。即使是碳含量的最小波动也可能会影响所产生的钢材的组成和性能。
尽管其广泛使用和受欢迎程度,但工程师和承包商将受益于深入的知识钢腐蚀确保材料充分利用。在本文的剩余部分中,我们将经历一些关于钢腐蚀的有趣事实,即每个人都应该了解所有与这种材料一起使用。
1.钢不是自然耐腐蚀
虽然钢是一种经过验证的,耐用,高效的施工材料,但通常不是选择因为它耐腐蚀性能。钢铁,铁的主要成分高度易受腐蚀的影响。暴露在大气中时,钢的铁成分与空气和水分反应,以产生:
- 水合铁(III)氧化物:Fe2O.3.·NH.2O.
- 铁(III)氧化物 - 氢氧化物:Feo(OH),Fe(OH)3.
这通常称为锈。
与一些金属和合金不同,其腐蚀产品形成天然保护外层,锈蚀是脆并提供无保护。生锈消耗钢,然后剥落以露出更多的底层材料。该过程继续,直到钢结构完全消耗。
2.钢可以与其他金属合金化,以改善其耐腐蚀性
不锈钢是最受欢迎的钢铁合金之一。这种材料是通过将钢组合使用的铬少量其他金属,如锰,硅,镍和钼。铬,不锈钢的主要成分,通常占合金的12%以上。
暴露在大气中时,铬与空气和水分反应,形成薄,化学稳定,耐用氧化物薄膜。该层保护不锈钢与大气的进一步相互作用,从而防止腐蚀。如果氧化膜被划伤或损坏,则暴露的衬底再次与氧气反应以恢复薄膜,从而愈合本身。
虽然不锈钢被认为是耐腐蚀的,但它可以在侵略性环境中非常具体的条件下腐蚀。(有关此主题的更多信息,请阅读为什么不锈钢耐腐蚀?)
钢材在氯化物的存在下不符合良好
不锈钢合金不适合具有高浓度的环境氯化物。研究表明氯化物对钢形成保护氧化物外层的能力产生负面影响。水溶液中的氯离子倾向于在吸附过程中与氢和氧竞争。因此,钝化减少,导致形成挂钩那裂缝和制服腐蚀。因此,钢常规涂有保护涂料最大限度地减少富含氯化物的环境的有害影响。相似地,316不锈钢在高达1000mg / L氯含量的环境中表现出对腐蚀的抗性,也可以考虑高氯化物应用。
4.焊接钢接缝更容易受到腐蚀的影响
当不锈钢接头是焊接,易受腐蚀的区域可能会产生。奥氏体不锈钢例如,易于一种类型的压力腐蚀裂缝作为。。而被知道有源路径溶解。(在文章中了解更多内容关于奥斯泰涅蒂不锈钢需要了解的12件事。)
在这种现象中,热量会导致碳化铬远离谷物边界。结果,晶界变得更加困难钝由于铬含量降低,导致晶体腐蚀和微裂纹。(相关阅读:铬在晶间腐蚀中的作用。)通过冷却焊接引起的拉伸应力进一步开启裂缝,允许更容易地扩散腐蚀产品远离尖端。
5.与普通铁接触可以促进不锈钢腐蚀
虽然钢的基材是铁,但纯铁和未涂层钢不合适在一起。在加工过程中,即使是最小量的残余物也会影响不锈钢工件的耐腐蚀性。普通铁的污染可以妨碍不锈钢保护氧化物层的形成,损害其耐腐蚀性。
不像双金属腐蚀(由两个不同金属之间的接触引起的),即使两种金属彼此简要接触,也可以发生这种类型的腐蚀。如果熨斗残留物留在加工工具上,也可能出现此问题。因此,在使用它之前彻底清洁所有设备,以处理不锈钢零件和部件是至关重要的。
6.钢结构的均匀腐蚀可能不会像似乎一样糟糕
尽管其外观,均匀的腐蚀通常不表明即将发生故障。均匀的腐蚀,也称为一般腐蚀,被定义为材料表面上的材料损耗。与点蚀,均匀腐蚀不被认为是至关重要的。恶化从这种类型的腐蚀,通常在表面缓慢进行,使资产管理人员足够的时间来评估结构并立即采取步骤来停止该过程。
图1.钢铁桥上的均匀腐蚀。
7.钢材非常接受各种腐蚀保护系统
没有短缺腐蚀保护系统钢铁。涂料/涂料,阴极保护合金化只是用于防止腐蚀并增加钢结构的寿命的一些常用方法。
镀锌是最受欢迎的腐蚀保护方法之一,只能完成金属金属,如钢。铁是锌反应所必需的;因此,铜或铝等其他金属不会产生镀锌涂层。
最后的想法
通常,钢是相当多样的,适用于各种应用。然而,与大多数材料一样,钢铁具有其益处以及其限制。通过对钢腐蚀进行更深的欣赏和理解,您可以更好地装备能够对项目的材料选择作出重要决策。