不銹鋼和碳鋼接觸會發(fā)生滲碳現(xiàn)象和晶間腐蝕,尤其是在潮濕環(huán)境下,兩者之間會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。不銹鋼與碳鋼接觸時存在顯著的電位差(超過500毫伏),在潮濕環(huán)境中會形成原電池效應(yīng),當(dāng)它們處于電解質(zhì)溶液(如水)中時,會形成一個原電池,這種腐蝕速度可達單獨存在時的3-10倍,每年可能造成0.1-0.5毫米的腐蝕深度。長期可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效。
滲碳與晶間腐蝕在高溫或焊接過程中,碳鋼中的碳原子會擴散至不銹鋼表面,形成碳化鉻,導(dǎo)致不銹鋼晶界出現(xiàn)貧鉻區(qū),抗腐蝕能力和強度顯著下降(材料強度可能降低30%-50%),引發(fā)晶間腐蝕,這種腐蝕具有隱蔽性,表面看似完好但內(nèi)部已受損。材料特性差異碳鋼為體心立方結(jié)構(gòu),不銹鋼為面心立方結(jié)構(gòu),接觸面存在微觀間隙,易使腐蝕介質(zhì)滲透。焊接時還可能因碳遷移形成貧鉻區(qū),增加沿晶腐蝕風(fēng)險。碳化物的析出:奧氏體不銹鋼(如304、316)中含有大量的鉻(Cr),這些鉻是保證其耐腐蝕性的關(guān)鍵。當(dāng)不銹鋼被加熱到425°C - 860°C 的“敏化溫度區(qū)間”時,碳(C)會向晶界(金屬晶體之間的邊界)擴散,并與鉻結(jié)合形成碳化鉻(Cr23C6)。
滲碳現(xiàn)象:碳鋼中的碳原子會擴散至不銹鋼表面,當(dāng)局部碳含量超過0.08%時,會形成碳化鉻,導(dǎo)致不銹鋼晶界出現(xiàn)貧鉻區(qū),材料強度下降30%-50%。 碳鋼的“助攻”:碳鋼的含碳量遠(yuǎn)高于不銹鋼。在焊接的高溫下,碳會從碳鋼側(cè)(高碳濃度)向不銹鋼側(cè)(低碳濃度)強烈地遷移擴散。這極大地加劇了不銹鋼熔合線附近區(qū)域的碳富集,使得該區(qū)域更容易形成碳化鉻,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的晶間腐蝕。接頭在腐蝕環(huán)境中會很快從這條線開始銹蝕、開裂。 為避免上述風(fēng)險,(如GB 55006-2021)明確規(guī)定,不銹鋼與碳鋼接觸時需采用絕緣墊片、涂層或非金屬連接件隔離,嚴(yán)禁直接焊接。在工程實踐中,需嚴(yán)格遵守規(guī)范,確保兩者不直接接觸,以保障結(jié)構(gòu)安全和使用壽命。