使用不銹鋼的建筑物的內外部裝潢、汽車的鑄模件、鐵道車輛的車廂外殼等,都利用了不(bu)銹鋼的耐銹性(耐大氣腐蝕性)這個優點。但在日本,因為用于沿海地區的情況較多,所以隨著用于屋外情況的增多,生銹成為了一大問題。
不銹鋼在大氣中出現的銹,是由于出現鑄錠坑或完全腐蝕以及隨之生成的腐蝕生成物的附著而造成外觀損壞的現象。這種銹是從輕度的斑痕狀的銹逐漸向紅銹轉化。在實際應用過程中,一般是由于氯化物的附著而形成了鑄錠坑,但在工業地帶,二氧化硫氣體是造成腐蝕的主要原因,特別13Cr鋼、17Cr鋼中經常出現由此而產生的完全腐蝕現象。但如同沿海工業地帶一樣,如果存在氯化物的情況下還受到二氧化硫氣體的影響,如森岡(1960年所指出的,由于HSO5離子的氧化作用,不銹鋼對點腐蝕變得敏感,所以18Cr-8i鋼也容易出現生銹現象。此外,其他大氣污染因子如NO3、NO2離子也有抑制點腐蝕的作用。只是,由于二氧化硫氣體等造成的大氣污染的影響,隨著大氣環境的純凈化,正在逐漸減少。
不(bu)銹鋼在大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi),大(da)多(duo)數都是以(yi)鑄(zhu)錠(ding)坑(keng)的(de)(de)(de)出現為(wei)起(qi)因的(de)(de)(de)。雖(sui)然可以(yi)活用有關(guan)耐(nai)大(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)研究結(jie)果(guo)和經驗(yan),但從重視外觀這一方面來(lai)看(kan),對不(bu)銹鋼耐(nai)大(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)評價(jia)一般是根(gen)據(ju)其外觀來(lai)進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de),作為(wei)評價(jia)的(de)(de)(de)補充,還可用腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)減少、鑄(zhu)錠(ding)坑(keng)的(de)(de)(de)深度來(lai)加以(yi)評價(jia)。不(bu)銹鋼耐(nai)大(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)試(shi)驗(yan)通過曝露(lu)在大(da)氣(qi)中(zhong)進(jin)(jin)行(xing),特(te)別在美國,1946年(nian)公(gong)布(bu)了由Wesley等進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de)13Cr、17Cr和18Cr-8Ni 鋼長(chang)達(da)15年(nian)的(de)(de)(de)曝露(lu)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo);1956年(nian)公(gong)布(bu)了由Copson 進(jin)(jin)行(xing)的(de)(de)(de)有關(guan)16種不(bu)銹鋼長(chang)達(da)12年(nian)的(de)(de)(de)曝露(lu)結(jie)果(guo),以(yi)及有關(guan)改變了Ni和Cr含量的(de)(de)(de)Fe-Cr-Ni合金長(chang)達(da)26年(nian)的(de)(de)(de)曝露(lu)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。
在(zai)日(ri)本國內(nei),1962年,崛(jue)川(chuan)等人公布了在(zai)日(ri)本7個(ge)地方(內(nei)陸、沿海以及工業(ye)地帶(dai)(dai))進(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)長達5年的(de)(de)(de)(de)(de)把(ba)各種金(jin)屬材料在(zai)大氣中(zhong)曝(pu)露(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果。其(qi)中(zhong),進(jin)行了13Cr、18Cr-8Ni、17.5Cr-13Ni-2.5Mo-1Cu和17Cr-12Ni-2.5Mo鋼的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan),除(chu)13Cr鋼之外(wai),只是有(you)(you)一點紅銹,也可(ke)以無視腐蝕(shi)減量,外(wai)觀(guan)也沒(mei)有(you)(you)太大變化,總之顯(xian)示了良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐大氣腐蝕(shi)性。之后,1976年,遲(chi)澤等公布了在(zai)日(ri)本國內(nei)5個(ge)地方(海岸、臨海工業(ye)、城(cheng)市(shi)工業(ye)、田園、城(cheng)市(shi)住宅)把(ba)經(jing)不(bu)同加工(2B、No.4、HL)的(de)(de)(de)(de)(de)SUS430、SUS304 和SUS316不(bu)銹鋼在(zai)大氣中(zhong)曝(pu)露(lu)長達8年的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果,如圖5.2所示。圖5.2顯(xian)示曝(pu)露(lu)地域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響比(bi)鋼種的(de)(de)(de)(de)(de)影響更(geng)大,此外(wai)顯(xian)示了在(zai)臨海工業(ye)地帶(dai)(dai)曝(pu)露(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)SUS430不(bu)銹鋼試(shi)(shi)驗(yan)片的(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)著物下(xia)面,比(bi)起(qi)鑄錠坑有(you)(you)更(geng)接(jie)近完全腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)形態(tai)。

之后,還公布了很多曝露試驗的結果,表明了一般鋼種受環境和表面加工的影響。其中,吉井等(1988年)公布了把有代表性的5個鋼種(SUS410S、430、434、304和316)改變表面加工狀態(2B、BA和No.4),并在國內10個地方(海岸、沿海工業、市街、田園)曝露長達10年的試驗結果,并通過外觀參量、腐蝕量和最大蝕孔的深度來加以評價;特別考慮到用于屋外材料的機能性,根據蝕孔的深度推測了40年后的耐久性。圖 5.3 顯示了SUS304不銹鋼的10年間的變化,外觀參量、蝕孔深度在曝露初期稍微明顯,但之后的變化比較緩慢。腐蝕性強地區的SUS304不銹鋼的蝕孔深度,大約有0.13mm以下。此外還確認了這5種不銹鋼在大氣腐蝕中受表面加工、鋼種的影響比較小。根據推測,40年后的SUS304不銹鋼的侵蝕深度最大也只有0.18mm,顯示了其作為建筑材料優良的耐大氣腐蝕性。

佐(zuo)藤等(deng)(1990年)公布了在(zai)工業地(di)區、都市郊(jiao)外、田園地(di)帶、海岸地(di)帶等(deng)5個地(di)方,把10種(zhong)奧氏(shi)體鋼(gang)、鐵(tie)素體系(xi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),兩種(zhong)雙(shuang)相系(xi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)共計28種(zhong)商品(pin)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)大(da)氣中曝露長達(da)10年的(de)試驗結果(guo)。其中對于(yu)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)生銹(xiu)(xiu),所曝露的(de)地(di)點的(de)影(ying)響最大(da),而光澤的(de)保持情(qing)況(kuang)很好,蝕孔的(de)深(shen)度(du)在(zai)第二年以后也很少有變化。
此外,由于表(biao)面處理的影響(xiang),化學生色不銹鋼的耐蝕性良好,海(hai)岸地(di)帶的重量變化與其他表(biao)面加(jia)工(2B、BA和No.4、HL)相(xiang)比(bi)較少。他們(men)在1996年(nian)又公布了經過了15年(nian)后的試(shi)驗結(jie)果,這(zhe)些傾向并沒有太大(da)變化。
上述的曝露試驗的評價,主要是對曝露表面進行的評價,但實際的建筑物,經常出現屋檐下生銹的情況,所以也對不同的位置做了試驗。小野等(1995年),使用SUS304、SUS316、SUS304含氟的樹脂涂飾材料、20Cr-18Ni-6Mo-0.2N鋼和鈦,制作了模擬屋檐端、屋檐里和屋檐下等部位的試驗片,在離沖繩海岸大約50m的地方進行了長達兩年的曝露試驗。其結果是,SUS304不銹鋼和SUS316不(bu)銹鋼的所有部位都生銹了,生銹程度是以屋檐里面>屋檐下面>屋頂面>屋檐端面的順序排列的,這個順序和海鹽的附著量相對應。而且,含氟的樹脂涂飾材料一般在屋檐里面和屋檐下面生銹;此外20Cr-18Ni-6Mo-0.2N鋼有鐵粉附著的點狀銹,但其本身不生銹,具有良好的耐大氣腐蝕性。
櫪原等(1997年)制作(zuo)了模擬屋(wu)(wu)頂和屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)的SUS430不銹(xiu)(xiu)鋼試驗片(pian),對(dui)于把屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)角度(du)(du)變換15°~60°的屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)部位(wei)(wei),在沿(yan)海(hai)地(di)區(qu)曝(pu)露(lu)1年的結(jie)果(guo)是,屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)部比(bi)屋(wu)(wu)頂部更(geng)容(rong)易(yi)生(sheng)銹(xiu)(xiu),屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)部位(wei)(wei)的點腐(fu)蝕(shi)的深度(du)(du)、直徑、個數都(dou)很(hen)(hen)大很(hen)(hen)多,而且屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)傾斜面越大生(sheng)銹(xiu)(xiu)程(cheng)度(du)(du)越激烈。此(ci)外,根據對(dui)環(huan)(huan)境(jing)因(yin)子的分析,他們認(ren)為(wei)屋(wu)(wu)檐(yan)(yan)部位(wei)(wei)容(rong)易(yi)生(sheng)銹(xiu)(xiu)的原因(yin)是,曝(pu)露(lu)部位(wei)(wei)附著(zhu)(zhu)氯離子含量多,附著(zhu)(zhu)的海(hai)鹽粒子易(yi)引(yin)起(qi)生(sheng)銹(xiu)(xiu),環(huan)(huan)境(jing)相對(dui)濕度(du)(du)時間較長。

