表5-2給出了已公開發(fā)表的與溝狀腐蝕研究相關的論文,歸納了合金元素減輕溝狀腐蝕的效果,基體鋼全部是低硫鋼,但因研究者不同而異,并且,因為該表是把0.1%~0.3%Cu的共存作為前提和單獨添加的影響因素,雖然不能夠相對地進行比較,然而可以說各添加元素的效果大體是一致的。
關于這些效果的作用機理,沒有看到特別針對溝狀腐蝕進行重新研究的論文,只不過是引用文獻進行考察而已。
Wranglén歸納了不銹鋼發(fā)生孔蝕時,合金元素抑制MnS惡劣作用的效果及其機理,在相關的文獻里沒有看到其他文獻,可能對溝狀腐蝕大致適用。其內容如下:
有效的合金元素,從其作用機理上被分為兩種,第一種是在鋼中取代錳形成不溶于水或酸的硫化物元素;第二種是隨著腐蝕的進行在腐蝕環(huán)境中溶解析出,在鋼表面上形成不溶性硫化物的元素。
前者有Cr、Ti、V,由于分別比錳生成硫化物的傾向大,只能生成CrS、TiS、VS,不能夠生成有害的MnS.后者有Ni、Co、Zn、Cd、Sn、Pb、Cu、Ag、Bi等,任何一種硫化物在酸中都比MnS的溶解度低。上述順序是按元素溶解度降低的方向排列的。
在耐溝狀腐蝕電焊鋼管添加的元素中,除正在實用的銅以外,根據(jù)表5-2還有 Ti、Ni和Ca.已經知道銅的效果在于生成Cu2S覆膜。鈦有效的原理是在鋼中能夠生成穩(wěn)定的不溶性的硫化物TiS關于鎳的效果,在廠家的技術報告中,栗棲說:“鎳能形成Ni2S3的難溶性覆膜或者鎳在基體鐵表面的銹層中濃縮后有抑制腐蝕的效果。鎳在耐硫酸露點腐蝕鋼、耐候鋼中是有效的,而且在電焊鋼管的溝狀腐蝕的發(fā)生以及成長過程中由于同樣的效果,也可以提高耐溝狀腐蝕的效果?!?/span>
鈣生成硫化物傾向強,由于條件不同而異,在鋼中生成CaS,但是因為CaS一旦接觸到水環(huán)境就溶解,所以生成CaS作為溝狀腐蝕的對策不是有效的。另外,添加鈣在耐氫誘發(fā)裂紋鋼中廣泛流行,通過軋制延長后的形狀可以取代能形成裂紋起點的MnS,生成無害的球狀復合夾雜物(所謂的夾雜物的形狀控制)。
像加藤的研究所闡明的那樣,假如溝狀腐蝕是沿著與表面大體成直角露出的金屬塑性變形而存在的MnS端部開始腐蝕,并傳播到后續(xù)的MnS進行腐蝕,那么可以推測通過添加鈣改變MnS的形狀,可能會提高耐溝狀腐蝕性??墒窃敿毜臋C理沒有公開發(fā)表。