316不銹鋼管在10%三氯化鐵溶液中的耐點蝕性能除了受鉻元素的影響外,錳,鉬元素在點蝕過程中也有一定的影響。近年來研究表明: 316不銹鋼管中錳元素與硫元素有結合生成硫化錳夾雜相的趨勢,這些硫化物會夾雜在不銹鋼管的微觀結構當中。有研究發現硫化錳夾雜相中彌散分布著具有八面體結構的MnCr2O4納米顆粒,形成了MnCr2O4/MnS納米微電池,在電解質溶液存在的環境中導致MnCr2O4附近的硫化錳優先發生溶解。這種不穩定性與易溶解趨勢導致硫化錳容易誘發點蝕源,成為316不銹鋼管最為常見的點腐蝕成核源頭。由SEM所得圖像可以發現:腐蝕產物主要存在于點蝕坑附近。對點蝕坑邊緣區域進行EDS分析發現:點蝕坑附近沉積的腐蝕產物具有較高的硫元素含量。通過對點蝕坑區域幾個位置進行EDS對比,發現腐蝕產物區域存在硫元素富集現象。結合實驗結果及相關研究,總結了硫化錳誘發316不銹鋼管在氯離子環境發生點蝕的機理。
鈍化膜中最薄弱處為夾雜相與基體的交界處。點蝕誘發階段交界處最先被氯離子侵蝕,基體直接與腐蝕環境接觸,產生鐵離子,即:FeFe2++2e-(2)
鐵離子溶解的同時會產生H+,導致點蝕源區域局部酸化,即:Fe2++2H2→OFe(OH)2+2H+(3)
點蝕區域pH降低直接導致硫化錳自身開始發生溶解,MnS夾雜相溶解的同時會產生HS-離子,而H+及HS-會侵蝕附近基體,導致點蝕的發生與發展,即:MnS+H→+Mn2++HS-(4)
產生的陽極電流會使MnS夾雜相發生電化學溶解,從而導致硫的沉淀, 即:MnSS+Mn2++2e-(5),因此,硫化錳夾雜相溶解最終會導致硫元素沉積。
316不銹鋼管除個別牌號的伸長率和抗拉強度與316L不銹鋼管略有差別外,其余均相同。從表中可以看出,不銹鋼管還是耐熱鋼管,奧氏體型的鋼管的綜合性能最好,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80℃范圍內增大較快,溫度進一步降低時則變化緩慢,而屈服強度的增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,并不存在脆性轉變溫度。所以18-8型不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性,如在溫度- 196℃時,沖擊吸收功可達392J;甚至在液氦溫度(- 270℃)下仍保持有足夠的沖擊韌度值;更難可貴的是在液氫溫度(- 273℃)下具有阻止應力集中部位發生脆性破裂的能力。因此,這類鋼被廣泛應用于制造深冷設備,是一種不可缺少的低溫工程材料。但是,為了防止18-8型不銹鋼焊縫產生熱裂紋,往往在焊縫金屬中要添加一些鐵素體形成元素,而鐵素體的形成會降低其低溫沖擊韌度。對此,在焊接這種低溫材料時,要引起足夠的重視。