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不锈钢桥梁护栏在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
不锈钢桥梁护栏市场上可以买到的镍合金产品形式多种多样,包括中板、薄板、带材、管材、接头和锻件。部分产品的ASTM规范列于表5。某些镍合金还有铸造产品,它们通常具有与其锻轧产品不同的特性。镍合金一般按照其主要合金成分进行分类,下面简要介绍广泛用于化工设备的镍合金:纯镍纯镍(合金200)对各类还原性酸和盐有非常好的耐蚀性,但不适用于强氧化性的介质如硝酸。纯镍重要的特性是其无可比拟的耐苛性碱甚至是熔融态苛性碱腐蚀的能力。虽然纯镍在干燥卤素介质中耐蚀性很突出,但在水露点以下其耐蚀性不足。对于温度超过600℉的应用, 选用合金200的衍生牌号--低碳含量的镍201(UNSUO2201)。镍-铜合金400与镍一样,镍-铜合金400的耐蚀性在还原性介质条件下表现 ,而充气和氧化性化学物质对其耐蚀性不利。合金400具有非常好的耐氢卤酸和卤化物腐蚀的性能,特别是能耐 和含氟或氟化氢的高温气体。
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不锈钢桥梁护栏镍-铬-钼“C”合金合金C-276是化学工业用于应对腐蚀性极强的介质条件(超出不锈钢的能力范畴)的卓越合金材料,它在各种酸、酸性盐和其它各类腐蚀性化学物质中具有杰出的耐蚀能力。合金C-276在湿 和次氯酸盐这样的恶劣环境中表现优异。由于合金C-276钼含量较高,因此它对氯离子引起的点蚀和缝隙腐蚀有很好的耐蚀能力。寻求比合金C-276冶金性能和耐腐蚀性能更好的材料的过程,促进了几种专利“C”系列合金的开发与商业化,它们是合金C-22、622、59、686和C-2000。这些合金的钼含量大致相当,而铬含量都大大高于合金C-276。某些牌号还含有钨或铜。这些次要合金元素对冶金性能和耐腐蚀性的影响是复杂的,本文不作论述。
不锈钢桥梁护栏大多数镍合金焊接都采用手工电孤焊(SMAW)、气体保护钨极电弧焊(GTAW)和气体保护熔化极电弧焊(GMAW)。镍合金焊接件延展性非常好,它们较低的热膨胀特性减少了残余应力和弯曲变形。仅沉淀硬化型牌号要求焊后热处理。美国焊接学会(AWS)发布的镍合金焊条和填充金属技术条件见表4。镍合金的焊接工艺与奥氏体不锈钢的焊接工艺非常类似。但是,由于富镍焊缝溶池更加粘滞,熔透性更差,要获得全熔透的焊缝,可能需要改进接头外形和焊接技术。镍合金比钢铁材料更不允许污染物的存在,污染物会造成焊缝脆裂。富镍焊材的高延展性、低热膨胀率以及容许各种金属元素稀释的能力使其广泛用于异种金属的焊接。不仅包括镍基合金与铁基合金的焊接,也包括不锈钢与碳钢和合金钢的焊接。同样,镍合金能够堆焊到碳钢表面而没有开裂的危险。
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