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不锈钢与碳钢为什么不能接触或焊接

发布时间:2025-11-10 09:02:20         发布人:泵阀
      不锈钢和碳钢接触会发生渗碳现象和晶间腐蚀,尤其是在潮湿环境下,两者之间会发生电化学腐蚀。不锈钢与碳钢接触时存在显著的电位差(超过500毫伏),在潮湿环境中会形成原电池效应,当它们处于电解质溶液(如水)中时,会形成一个原电池,这种腐蚀速度可达单独存在时的3-10倍,每年可能造成0.1-0.5毫米的腐蚀深度‌。长期可能导致结构失效。
    渗碳与晶间腐蚀在高温或焊接过程中,碳钢中的碳原子会扩散至不锈钢表面,形成碳化铬,导致不锈钢晶界出现贫铬区,抗腐蚀能力和强度显著下降(材料强度可能降低30%-50%),引发晶间腐蚀,这种腐蚀具有隐蔽性,表面看似完好但内部已受损。材料特性差异碳钢为体心立方结构,不锈钢为面心立方结构,接触面存在微观间隙,易使腐蚀介质渗透。焊接时还可能因碳迁移形成贫铬区,增加沿晶腐蚀风险。碳化物的析出:奥氏体不锈钢(如304、316)中含有大量的铬(Cr),这些铬是保证其耐腐蚀性的关键。当不锈钢被加热到425°C - 860°C 的“敏化温度区间”时,碳(C)会向晶界(金属晶体之间的边界)扩散,并与铬结合形成碳化铬(Cr23C6)。 
    渗碳现象‌:碳钢中的碳原子会扩散至不锈钢表面,当局部碳含量超过0.08%时,会形成碳化铬,导致不锈钢晶界出现贫铬区,材料强度下降30%-50%‌。 碳钢的“助攻”:碳钢的含碳量远高于不锈钢。在焊接的高温下,碳会从碳钢侧(高碳浓度)向不锈钢侧(低碳浓度)强烈地迁移扩散。这极大地加剧了不锈钢熔合线附近区域的碳富集,使得该区域更容易形成碳化铬,从而导致严重的晶间腐蚀。接头在腐蚀环境中会很快从这条线开始锈蚀、开裂。 为避免上述风险,(如GB 55006-2021)明确规定,不锈钢与碳钢接触时需采用绝缘垫片、涂层或非金属连接件隔离,严禁直接焊接。在工程实践中,需严格遵守规范,确保两者不直接接触,以保障结构安全和使用寿命。
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