腐蚀与防护手册 第2卷 耐蚀金属材料及防蚀技术PDF电子书下载

第1章 碳钢和低合金钢　 1

1.1　概述 1

1.1.1　化学成分对耐蚀性的影响 1

1.1.2　钢的相组成和组织状态对耐腐蚀性能的影响 2

1.2　钢的一般腐蚀行为 3

1.2.1　新鲜水对钢的腐蚀 3

1.2.2　蒸汽系统中碳钢的腐蚀 6

1.2.3　酸溶液对钢的腐蚀 6

1.2.4　盐溶液对钢的腐蚀 9

1.2.5　碱溶液对钢的腐蚀 10

1.2.6　有机溶剂、石油烃类对钢的腐蚀 18

1.2.7　土壤对钢的腐蚀 18

1.3　耐大气腐蚀用钢 19

1.3.1 耐大气腐蚀用钢的化学成分和力学性能 19

1.3.2　耐大气腐蚀用钢的耐蚀性能 19

1.4　耐海水腐蚀用钢 25

1.4.1 耐海水腐蚀用钢的化学成分和力学性能 25

1.4.2　耐海水腐蚀用钢的耐蚀性能 30

1.5　耐硫酸露点腐蚀用钢 32

1.5.1　耐硫酸露点腐蚀用低合金钢 32

1.5.2　耐硫酸露点腐蚀用钢的耐腐蚀性能 35

1.5.3　ND钢应用实例 37

1.5.4　防止硫酸露点腐蚀的途径 37

1.6 耐硫化物腐蚀用钢 38

1.6.1　钢的硫化物应力腐蚀开裂与影响因素 38

1.6.2 耐硫化物应力腐蚀开裂用低合金钢 40

1.6.3　抗高温硫化物腐蚀低合金钢 48

1.7　抗氢、抗氮、抗氨作用低合金钢 50

1.7.1　氢、氮、氨与钢的作用 50

1.7.2　抗氢、抗氮低合金钢 51

1.7.3　抗氢和抗氢氮氨低合金钢 55

参考文献 57

第2章　铸铁 59

2.1　铸铁的分类、特点和一般应用 59

2.2　普通铸铁 59

2.2.1　普通铸铁的一般性能 59

2.2.2　普通铸铁的耐腐蚀性能 59

2.3　耐蚀铸铁 67

2.3.1　高硅铸铁 67

2.3.2　高铬铸铁 74

2.3.3　高镍铸铁 77

2.3.4　其他耐蚀铸铁 78

参考文献 88

第3章 不锈钢　 89

3.1　概述 89

3.1.1 国外不锈钢的发展简史和近期进展 89

3.1.2　我国不锈钢的主要进展和现状 90

3.1.3　不锈钢的定义和分类 93

3.1.4　不锈钢牌号 93

3.2　马氏体不锈钢 94

3.2.1　马氏体铬不锈钢 95

3.2.1.1 1Cr13 95

3.2.1.2　2Cr13 101

3.2.1.3　9Cr18 104

3.2.1.4　11Cr17 107

3.2.2　马氏体铬镍不锈钢 110

3.2.2.1　1Cr17Ni2 110

3.2.2.2　00Cr13Ni5Mo 113

3.2.3　沉淀硬化不锈钢 117

3.2.3.1　0Cr17Ni4Cu4Nb 117

3.2.3.2　0Cr17Ni7Al 121

3.2.3.3　0Cr15Ni7Mo2Al 124

3.2.4　超低碳马氏体时效不锈钢（00Cr12Ni10AlTi） 126

3.3　铁素体不锈钢 128

3.3.1　铁素体铬不锈钢 129

3.3.1.1　0Cr11Ti和00Cr11Ti 129

3.3.1.2　00Cr12 132

3.3.1.3　0Cr13Al 134

3.3.1.4　1Cr17 136

3.3.2　高纯铁素体不锈钢 139

3.3.2.1　高纯Cr18Mo2 139

3.3.2.2　00Cr27Mo 143

3.3.2.3　00Cr30Mo2 147

3.3.3　超级铁素体不锈钢 151

3.3.3.1 00Cr29Mo4Ni2 151

3.3.3.2 00Cr25Ni4Mo4（Ti,Nb） 153

3.4　奥氏体不锈钢 157

3.4.1　奥氏体铬镍不锈钢 158

3.4.1.1　1Cr17Ni7 158

3.4.1.2　0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和控氮0Cr19Ni10 162

3.4.1.3　0Cr19Ni9N和00Cr18Ni10N 167

3.4.1.4　0Cr25Ni20型不锈钢 171

3.4.2　奥氏体铬镍铜和铬镍硅不锈钢 175

3.4.2.1　0Cr18Ni9Cu3 175

3.4.2.2 00Cr18Ni14Si4（Nb）、00Cr10Ni21Si6MoCu和00Cr9Ni25Si7 176

3.4.3　奥氏体铬镍钼不锈钢 182

3.4.3.1 0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2和控氮00Cr17Ni14Mo2 182

3.4.3.2 00Cr25Ni22Mo2N 187

3.4.3.3 00Cr18Ni18Mo5（N） 190

3.4.4　奥氏体铬镍钼铜不锈钢 193

3.4.4.1 00Cr18Ni14Mo2Cu2 193

3.4.4.2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 195

3.4.4.3　0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb 198

3.4.4.4 00Cr27Ni31Mo3Cu 200

3.4.5　超级奥氏体不锈钢 205

3.4.5.1 00Cr20Ni18Mo6CuN 205

3.4.5.2 00Cr24Ni17Mo4NNb 208

3.4.5.3 00Cr24Ni22Mo7CuN 212

3.4.6　奥氏体节镍不锈钢 215

3.4.6.1 1Cr17Mn6Ni5N、00Cr17Mn6 Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N 215

3.4.6.2　0Cr18Mn13Ni3N 218

3.5　双相不锈钢 220

3.5.1　双相铬镍不锈钢 222

3.5.1.1　0Cr21Ni5Ti和1Cr21Ni5Ti 222

3.5.1.2　00Cr26Ni6Ti 225

3.5.1.3　00Cr23Ni4N 229

3.5.2　双相铬镍钼不锈钢 232

3.5.2.1 00Cr18Ni5Mo3Si2和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb 232

3.5.2.2　00Cr22Ni5Mo3N 239

3.5.2.3　00Cr25Ni6Mo3N 243

3.5.3　双相铬镍钼铜不锈钢 246

3.5.3.1　0Cr25Ni6Mo3CuN 246

3.5.3.2 00Cr25Ni7Mo3WCuN 249

3.5.4　超级双相不锈钢 253

3.5.4.1　00Cr25Ni7Mo4N 253

3.5.4.2 00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN 257

3.5.5　双相铬锰氮不锈钢（0Cr17Mn14Mo2N） 260

参考文献 265

第4章 耐蚀合金　 266

4.1　概述 266

4.1.1 国内外高镍耐蚀合金发展简史和近期进展 266

4.1.2　高镍耐蚀合金的分类 267

4.1.3　耐蚀合金牌号 271

4.2　铁镍基耐蚀合金 271

4.2.1　铁镍铬耐蚀合金 271

4.2.1.1　0Cr20Ni32AlTi和00Cr20Ni32AlTi 271

4.2.1.2 00Cr25Ni35AlTi 277

4.2.2 铁镍钼耐蚀合金（0Cr20Ni43Mo13和00Cr21Ni40Mo13） 282

4.2.3　铁镍铬钼铜耐蚀合金 285

4.2.3.1　0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti 285

4.2.3.2　0Cr20Ni35Mo3Cu3Nb 293

4.2.3.3　00Cr26Ni35Mo3CuTi 295

4.2.3.4　0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2和00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb 303

4.3　镍基耐蚀合金 310

4.3.1　镍铜耐蚀合金 310

4.3.1.1　概述 310

4.3.1.2　NiCu28Fe 312

4.3.2　镍铬耐蚀合金 323

4.3.2.1　概述 323

4.3.2.2　0Cr15Ni75Fe 325

4.3.2.3　00Cr30Ni60Fe10 330

4.3.2.4　0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50 336

4.3.3　镍钼耐蚀合金 342

4.3.3.1　概述 342

4.3.3.2　00NiMo28型合金 343

4.3.4　镍铬钼（钨）耐蚀合金 350

4.3.4.1　概述 350

4.3.4.2　00Cr16Ni75Mo2Ti 352

4.3.4.3　00Cr16Ni57Mo16W4Fe 359

4.3.4.4　00Cr16Ni66Mo16Ti 364

4.3.4.5　00Cr22Ni57Mo13W3 370

4.3.5　镍铬钼铜耐蚀合金（00Cr23Ni57Mo16Cu1.6） 375

参考文献 378

第5章 耐热钢及其合金　 379

5.1　概述 379

5.1.1　耐热钢和合金的分类 379

5.1.2　对耐热钢和合金的基本要求 379

5.1.3　耐热钢和合金的典型用途 380

5.2　耐热钢和合金的力学性能及在高温下的化学稳定性 380

5.2.1　耐热钢和合金的力学性能 380

5.2.2　合金元素对耐热钢和合金高温化学稳定性的影响 381

5.2.3 耐热钢和合金在高温下的化学稳定性 383

5.3　铬系铁素体抗氧化钢 389

5.4　Cr-Ni系奥氏体抗氧化钢 390

5.4.1 1Cr18Ni9Ti 390

5.4.2 1Cr23Ni13 392

5.4.3　1Ni12N 394

5.4.4 1Cr25Ni20Si2 395

5.4.5 Superterm 397

5.5　Cr-Mn-Ni-N系奥氏体抗氧化钢 400

5.5.1 5Cr21Mn9Ni4N 400

5.5.2 2Cr20Mn9Ni2Si2N 402

5.5.3 3Cr18Mn12Si2N 404

5.6　低合金热强钢 406

5.6.1 15CrMo 406

5.6.2 10Cr2.25Mo1 408

5.6.3 12Cr1MoV 410

5.6.4 12MoVWBSiRE 414

5.6.5 12Cr2MoWVTiB 416

5.6.6 12Cr3MoVSiTiB 419

5.7　中合金（5％～12％Cr）热强钢 422

5.7.1　1Cr5Mo 422

5.7.2　10Cr9Mo1VNb（T91） 424

5.7.3 1Cr12WMoV 427

5.8 Cr-Ni系奥氏体热强钢 429

5.8.1 4Cr14Ni14W2Mo 429

5.8.2 0Cr15Ni25Ti2MoAlVB 431

5.9　节镍、铬和无镍、铬耐热钢 433

5.9.1 4Cr22Ni4N 434

5.9.2　3Cr24Ni7SiN（RE） 436

5.9.3 1Al3MoWTi 439

5.10　沉淀硬化不锈钢 442

5.10.1 0Cr17Ni4Cu4Nb 443

5.10.2 0Cr17Ni7Al 443

5.10.3 0Cr15Ni7Mo2Al 444

5.11　高温合金 445

5.11.1　高温合金的化学成分 445

5.11.2　高温合金的力学性能 449

5.11.3　高温合金的化学稳定性 453

5.11.4　高温合金的典型用途 454

参考文献 457

第6章 有色金属及其合金　 459

6.1　铝及其合金 459

6.1.1　铝的化学成分和物理力学性能 459

6.1.2　铝合金的化学成分和物理力学性能 462

6.1.3　铝及其合金的耐腐蚀性能 464

6.1.4　铝及其合金牌号 473

6.2　钛及其合金 474

6.2.1　钛及其合金的分类 475

6.2.2　钛及其合金的物理力学性能 476

6.2.3　钛及其合金的耐腐蚀性能 479

6.2.3.1　工业纯钛 479

6.2.3.2　钛钯合金 481

6.2.3.3　钛钼合金 492

6.2.3.4　钛钼镍合金 492

6.2.4　钛的耐局部腐蚀性能 493

6.2.5　钛及其合金应用 497

6.3　镍 497

6.3.1 镍的化学成分和物理力学性能 497

6.3.2　镍的耐腐蚀性能 497

6.4　铜及其合金 500

6.4.1　紫铜（纯铜） 500

6.4.2　黄铜 505

6.4.3　青铜 511

6.4.4　白铜 523

6.5　锆及其合金 526

6.5.1　锆的化学成分和物理力学性能 527

6.5.2　锆的耐腐蚀性能 528

6.5.3　锆的局部腐蚀行为 531

6.5.4　锆在化工中的应用 538

6.6　铌和钽 539

6.7　银和金 542

6.7.1　银 542

6.7.2　金 544

6.8　铅及其合金 546

参考文献 550

第7章 常用的金属表面保护工程技术　 552

7.1　Ni-P合金化学镀 552

7.1.1 Ni-P合金化学镀的基本原理及特点 552

7.1.2　Ni-P镀层耐蚀性 554

7.1.3 Ni-P合金化学镀技术在防腐工程中的应用 570

7.1.3.1　Ni-P合金化学镀技术用于冷换设备防腐 570

7.1.3.2　Ni-P合金化学镀技术用于油气田防腐 574

7.1.4　Ni-P化学镀发展趋势 576

7.2　热喷涂技术 577

7.2.1　热喷涂技术基本概念 577

7.2.1.1　定义 577

7.2.1.2　喷涂方法分类 577

7.2.1.3　涂层的功能 578

7.2.1.4　喷涂方法 579

7.2.1.5　热喷涂涂层常用标准 583

7.2.1.6　实施热喷涂注意事项 583

7.2.2　防腐工程常用热喷涂材料 584

7.2.3　热喷涂技术在防腐工程中的应用 587

7.2.3.1　热喷涂铝或锌涂层在大气和水介质中的应用 587

7.2.3.2　热喷涂技术在火电行业的防腐工程应用 588

7.2.3.3　热喷涂技术在造纸行业的应用 590

7.2.3.4　热喷涂技术在泵过流部件防护中的应用 591

7.2.3.5　热喷涂技术在石油化工防护中的应用 592

7.2.3.6　热喷涂技术替代电镀硬铬 594

7.3　冷焊技术 595

7.3.1 冷焊机理及粘涂层的主要性能 595

7.3.2　几种常用冷焊材料 596

7.4　热浸镀 599

7.4.1　热浸镀的基本概念 599

7.4.2　热浸镀铝钢材的抗氧化和耐腐蚀性能 601

7.4.3　镀铝钢带和钢丝的应用 608

7.4.4　热浸镀层发展趋势 609

参考文献 610

第8章 耐蚀金属衬里技术　 612

8.1　概述 612

8.2　复合钢板 612

8.2.1 钛和不锈钢复合板的制造方法 612

8.2.2　钛和不锈钢复合板的品种及规格 615

8.2.3　钛和不锈钢复合板的性能 616

8.2.4　钛和不锈钢复合板设备的制造 618

8.2.5　钛和不锈钢复合板材料的应用和修复实例 622

8.3　不锈钢堆焊覆层及带极堆焊衬里 625

8.3.1　带极堆焊的原理、特点、设备和材料 625

8.3.2　焊接工艺 628

8.3.3　检验项目和要求 633

8.3.4　不锈钢带极堆焊实例 633

8.4　特殊金属材料衬里 634

8.4.1　镍和镍合金衬里 634

8.4.2　高硅不锈钢衬里 636

8.4.3　000Cr26Mo1超纯铁素体不锈钢衬里 638

8.5　典型耐蚀金属衬里设备的检验与修复实例 640

8.5.1　尿素合成塔（1） 640

8.5.2　30万吨合成氨成套设备试制 643

8.5.3　尿素合成塔（2） 644

参考文献 645

第9章 电化学保护技术　 646

9.1　概述 646

9.1.1　阴极保护技术 646

9.1.2　阳极保护技术 649

9.1.3　电化学保护技术的分类 650

9.1.4 阴极保护技术的特点及适用领域 650

9.1.5　阳极保护技术的特点及适用领域 651

9.2　阴极保护技术 653

9.2.1　阴极保护原理 653

9.2.1.1　阴极保护模型 653

9.2.1.2　阴极保护基本原理 653

9.2.1.3　基于动力学阻滞性的阴极保护 654

9.2.2　阴极保护的基本参数 654

9.2.3　阴极保护系统 660

9.2.3.1　外加电流阴极保护系统 660

9.2.3.2　牺牲阳极阴极保护系统 676

9.2.3.3　牺牲阳极材料及填充料 677

9.2.4　阴极保护系统的设计、安装及调试 683

9.2.4.1　保护方法的选择 683

9.2.4.2 阴极保护参数及保护效果测定 684

9.2.4.3　分散能力的测定 687

9.2.4.4　外加电流阴极保护系统的设计、安装及调试 688

9.2.4.5　牺牲阳极阴极保护系统的设计、安装及调试 701

9.2.5　阴极保护系统的运行维护及效果评估 708

9.2.6 阴极保护系统常见故障及防护措施 711

9.2.7　杂散电流腐蚀及防护措施 711

9.2.7.1　直流杂散电流 711

9.2.7.2　交流杂散电流 714

9.2.8　阴极保护技术应用实例 717

9.2.8.1　在化工介质中的应用实例 717

9.2.8.2　设计应用实例二则 717

9.3　阳极保护技术 723

9.3.1　阳极保护原理 723

9.3.2　阳极保护的基本参数 728

9.3.2.1　致钝电流密度 728

9.3.2.2　维钝电流密度 728

9.3.2.3　稳定钝化区的电位范围 729

9.3.2.4　最佳保护电位 730

9.3.2.5　自活化时间 736

9.3.2.6　分散能力 737

9.3.2.7　阳极保护参数的测定 738

9.3.3　阳极保护系统 745

9.3.3.1　辅助阴极 745

9.3.3.2　参比电极 747

9.3.3.3　直流电源 749

9.3.3.4　致钝原则及方法 749

9.3.3.5　维钝方法及适用条件 752

9.3.4　阳极保护系统的设计、安装及调试 758

9.3.4.1　设计程序及应用要点 759

9.3.4.2　被保护体本体的设计及安装 759

9.3.4.3　辅助阴极的设计及安装 760

9.3.4.4　参比电极的设计及安装 763

9.3.4.5　直流电源及控制方式的设计及安装 768

9.3.4.6　电缆及配电 769

9.3.4.7　特殊设计及处理 771

9.3.4.8　开车调试 772

9.3.5　阳极保护系统的运行维护及效果评估 773

9.3.6　阳极保护系统常见故障及防护措施 774

9.3.7　阳极保护应用实例 776

参考文献 784

第10章 缓蚀剂及其应用　 787

10.1　概述 787

10.1.1　缓蚀剂的定义 787

10.1.2　工业生产对缓蚀剂的要求 787

10.1.3　缓蚀剂的分类 789

10.2　缓蚀剂的作用机理 789

10.2.1　电化学机理 789

10.2.2　物理和化学吸附机理 789

10.2.3　界面化学反应成膜机理 789

10.2.4　协同机理 790

10.3　缓蚀剂性能测试与监测 790

10.3.1 实验室中缓蚀剂性能测试 790

10.3.2 缓蚀剂现场性能监测 792

10.3.3　大气腐蚀试验与检测方法 792

10.4　酸洗中缓蚀剂的应用 793

10.4.1　酸洗缓蚀剂 793

10.4.2　常用的化学清洗酸洗主剂 794

10.4.3　酸性介质中的缓蚀剂 794

10.4.4　国产酸洗缓蚀剂 800

10.4.5　影响酸洗缓蚀剂缓蚀效果的因素 802

10.5　金属暂时性保护中缓蚀剂的应用 805

10.5.1　大气腐蚀 805

10.5.2　水溶性缓蚀剂 807

10.5.3　油溶性缓蚀剂 808

10.5.4　气相缓蚀剂 808

10.6　石油和化学工业中缓蚀剂的应用 811

10.6.1　石油、天然气开采过程中缓蚀剂的应用 811

10.6.2　石油炼制过程中金属的腐蚀和缓蚀剂 814

10.6.3　石油化工中缓蚀剂的应用 819

10.6.4　化肥工业中缓蚀剂的应用 820

10.6.5　其他化学工业中缓蚀剂的应用 821

10.7　有色金属用缓蚀剂的应用 822

10.7.1　铜和铜合金的缓蚀剂 822

10.7.1.1　在酸溶液中的缓蚀剂 822

10.7.1.2　在中性介质中的缓蚀剂 826

10.7.1.3　在碱性介质中的缓蚀剂 828

10.7.2　铝的缓蚀剂 829

10.7.2.1　在酸性介质中的缓蚀剂 829

10.7.2.2　在碱性介质中的缓蚀剂 832

10.7.3　锌的缓蚀剂 834

10.7.4　钛的缓蚀剂 837

10.7.5　锆的缓蚀剂 838

参考文献 838