不銹鋼管的性能和環形腐蝕不銹鋼管和合金是結晶固體

也就是說，每個不銹鋼管的原子排列成規則的重復結構。圖2-14顯示了三種最常見金屬的結晶排列。鋼鐵為體心立方結構，奧氏體不銹鋼管為面心立方結構，鎂為六邊形致密晶格結構。金屬的性質不同于其他晶體固體，如陶瓷和化學鹽。金屬具有延展性（塑性變形而不斷裂），是電和熱的良導體。這些性質歸因于金屬的無向結合——每個原子與許多相鄰原子結合。因此，晶體結構簡單緊湊，如圖2-14所示。延展性也許是金屬最重要的特性。延展性使金屬加工幾乎不受限制。此外，當金屬受到高應力時，塑性屈服通常發生在斷裂前。這種性能顯然在工程應用中非常有用

當不銹鋼管在鑄造過程中凝固時，液體中任意分布的原子按照晶體結構排列。然而，這種有序排列通常同時從液體中的多個點開始。當晶體或晶粒塊相遇時，它們的接合處會有一些交錯的接合處。當不銹鋼管凝固冷卻后，晶粒間會出現無數交錯區域。圖2-15通過晶界的二維空間表示顯示了這種現象。因為不銹鋼管最穩定的結構是其獨特的晶格，晶界是具有較強化學活性的高能區。因此，當浸入腐蝕性介質中時，晶界的腐蝕速度通常略快于晶粒表面。在許多情況下，金相蝕刻根據化學活性的不同顯示晶粒之間的差異。圖2-16顯示了酸蝕18-8不銹鋼的放大圖。晶界較暗是因為它們比晶粒更容易腐蝕。合金是兩種或兩種以上金屬或元素的混合物。有兩種類型的合金-均相（單相）和非均相（多相）。均質合金是固溶體。也就是說，組分彼此完全溶解，材料只有一個相。18-8不銹鋼管是均質或固溶合金的一個例子。鐵、鎳、鉻和碳全部溶解，合金成分均勻。異質合金是兩個或多個不同過梁的混合物。這種合金的成分沒有完全溶解，同時存在不同的相。這些合金的成分和結構是不均勻的。圖2-17顯示了低碳鋼的金相照片。碳與部分鐵結合形成通常呈層狀的碳化鐵。每種合金都有自己的優缺點。固溶體合金比非均質合金具有更好的延展性和更低的強度。這兩種類型之間的選擇取決于所需的機械性能。由于固溶體合金沒有電流效應，它們通常比兩相（或多相）合金更耐腐蝕。然而，這一規則也有一些重要的例外情況，將在下面的章節中描述

合金與水溶液非常相似。有些物質溶解，有些則不溶解。溶解度通常隨溫度升高而迅速增加。例如，碳化鐵在高溫下完全溶解在鐵中。因此，當加熱到高溫時，不銹鋼管成為固溶體。該相可從過飽和固溶體中沉淀，如在液溶液中。已經指出，晶界是一個高能區，因此沉淀通常始于晶體界面

不銹鋼管中的其他差異可能是化學、冶金或機械方面的。例如雜質（氧化物和其他夾雜物）、氧化皮、晶粒取向、位錯排列、微觀結構差異、沉淀相、局部應力、劃痕、劃痕等僅在特殊情況下使用高度拋光的表面。高純度金屬的耐腐蝕性高于工業材料。例如，高純度和光滑的鋅在非常純的酸中不會腐蝕，但工業純鋅反應迅速。但純金屬價格昂貴且強度通常較低-人們不使用純鐵建造橋梁

上表顯示了鋁純度對酸腐蝕的影響：

環境差異將在第3章

 2-12中討論。環形腐蝕冶金結構的重要性可以通過環形腐蝕現象來解釋腐蝕不銹鋼管在熱加工或澆注過程中經常出現較大的溫差。例如，鍛造法蘭時，管端局部加熱。這種溫差使管道的金相組織沿縱向發生變化。在中溫段，碳化鐵聚集形成圖2-18所示的球體

當暴露在使用環境中時，該狹窄段優先受到腐蝕，如圖2-19所示。腐蝕曲線說明了術語“環”的由來。如果整根管子在鍛造后進行退火以獲得均勻的結構，則可以消除這種腐蝕。冶金性能在腐蝕工程中非常重要。冶金參數對機械性能和腐蝕性能的影響將在下一章中進一步討論。http://www.hstgss.com/