腐蚀与材料保护

钝化与PREN

不锈钢为什么不生锈——以及如何计算耐点蚀性能

钝化与PREN AI generated

不锈钢不生锈,是因为表面会形成一层极薄、能自愈合的氧化铬。这层膜抗点蚀能力有多强,可以用PREN公式估算:、和氮决定差别。这就是每次选不锈钢背后的公式。

不锈钢的全部秘密就是一层看不见的膜:。只要钢里含有大约至少10.5%的,表面就会自发形成一层只有几纳米厚的氧化铬薄层。它致密、附着牢固,而且——最关键的是——自愈合:一旦被划伤,暴露在空气中会立刻生成新的氧化铬。

这个过程叫。没有它,不锈钢就只是贵一点的普通结构钢。就是为什么普通钢生锈的地方不锈钢却保持光亮的原因。

但并非坚不可摧。它的头号敌人是氯化物(海水、融雪盐、泳池水)。它们会点状击穿这层膜——然后就出现。不锈钢抵抗点蚀的能力可以用一个简单公式估算:(耐点蚀当量数,也叫有效和)。

PREN = %Cr + 3.3·%Mo + 16·%N

这个公式说明:不光看,更重要的是(系数3.3)和(系数16)。几个例子:

• (304): PREN ≈ 18 + 3.3·0 + 16·0.05 ≈ 19 —— 普通大气环境可以,氯化物环境不行。

• (316): PREN ≈ 17 + 3.3·2.2 + 16·0.05 ≈ 25 —— 抗氯化物明显更好。

• (双相2205): PREN ≈ 22.5 + 3.3·3.1 + 16·0.17 ≈ 35 —— 非常耐蚀,适合海水。

• 超级双相钢: PREN > 40 —— 用于最恶劣的氯化物环境。

经验法则:PREN低于24 = 只能少量氯化物,24–32 = 沿海/弱氯化物环境,超过32 = 海水和强腐蚀介质。

对你焊工来说,PREN公式有双重用处:

1. 选材: 你可以估算一种不锈钢能不能扛住使用环境——不用光指望数据表。

2. 选填充金属: 填充金属的PREN至少要和一样高。你用308L焊丝(PREN约19)焊316(PREN 25),焊缝就是薄弱点,会最先生锈。所以:含Mo的 → 用含Mo的填充金属。

还有之后:焊缝旁边的回火色就是被弱化的。必须把它们清除(酸洗、打磨)并重新钝化——否则偏偏那里会生锈。