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第1章 碳钢和低合金钢　1

1.1　概述1

1.1.1　化学成分对耐蚀性的影响1

1.1.2　钢的相组成和组织状态对耐腐蚀性能的影响2

1.2　钢的一般腐蚀行为3

1.2.1　新鲜水对钢的腐蚀3

1.2.2　蒸汽系统中碳钢的腐蚀6

1.2.3　酸溶液对钢的腐蚀6

1.2.4　盐溶液对钢的腐蚀9

1.2.5　碱溶液对钢的腐蚀10

1.2.6　有机溶剂、石油烃类对钢的腐蚀18

1.2.7　土壤对钢的腐蚀18

1.3　耐大气腐蚀用钢19

1.3.1 耐大气腐蚀用钢的化学成分和力学性能19

1.3.2　耐大气腐蚀用钢的耐蚀性能19

1.4　耐海水腐蚀用钢25

1.4.1 耐海水腐蚀用钢的化学成分和力学性能25

1.4.2　耐海水腐蚀用钢的耐蚀性能30

1.5　耐硫酸露点腐蚀用钢32

1.5.1　耐硫酸露点腐蚀用低合金钢32

1.5.2　耐硫酸露点腐蚀用钢的耐腐蚀性能35

1.5.3　ND钢应用实例37

1.5.4　防止硫酸露点腐蚀的途径37

1.6 耐硫化物腐蚀用钢38

1.6.1　钢的硫化物应力腐蚀开裂与影响因素38

1.6.2 耐硫化物应力腐蚀开裂用低合金钢40

1.6.3　抗高温硫化物腐蚀低合金钢48

1.7　抗氢、抗氮、抗氨作用低合金钢50

1.7.1　氢、氮、氨与钢的作用50

1.7.2　抗氢、抗氮低合金钢51

1.7.3　抗氢和抗氢氮氨低合金钢55

参考文献57

第2章　铸铁59

2.1　铸铁的分类、特点和一般应用59

2.2　普通铸铁59

2.2.1　普通铸铁的一般性能59

2.2.2　普通铸铁的耐腐蚀性能59

2.3　耐蚀铸铁67

2.3.1　高硅铸铁67

2.3.2　高铬铸铁74

2.3.3　高镍铸铁77

2.3.4　其他耐蚀铸铁78

参考文献88

第3章 不锈钢　89

3.1　概述89

3.1.1 国外不锈钢的发展简史和近期进展89

3.1.2　我国不锈钢的主要进展和现状90

3.1.3　不锈钢的定义和分类93

3.1.4　不锈钢牌号93

3.2　马氏体不锈钢94

3.2.1　马氏体铬不锈钢95

3.2.1.1 1Cr1395

3.2.1.2　2Cr13101

3.2.1.3　9Cr18104

3.2.1.4　11Cr17107

3.2.2　马氏体铬镍不锈钢110

3.2.2.1　1Cr17Ni2110

3.2.2.2　00Cr13Ni5Mo113

3.2.3　沉淀硬化不锈钢117

3.2.3.1　0Cr17Ni4Cu4Nb117

3.2.3.2　0Cr17Ni7Al121

3.2.3.3　0Cr15Ni7Mo2Al124

3.2.4　超低碳马氏体时效不锈钢（00Cr12Ni10AlTi）126

3.3　铁素体不锈钢128

3.3.1　铁素体铬不锈钢129

3.3.1.1　0Cr11Ti和00Cr11Ti129

3.3.1.2　00Cr12132

3.3.1.3　0Cr13Al134

3.3.1.4　1Cr17136

3.3.2　高纯铁素体不锈钢139

3.3.2.1　高纯Cr18Mo2139

3.3.2.2　00Cr27Mo143

3.3.2.3　00Cr30Mo2147

3.3.3　超级铁素体不锈钢151

3.3.3.1 00Cr29Mo4Ni2151

3.3.3.2 00Cr25Ni4Mo4（Ti,Nb）153

3.4　奥氏体不锈钢157

3.4.1　奥氏体铬镍不锈钢158

3.4.1.1　1Cr17Ni7158

3.4.1.2　0Cr18Ni9、00Cr19Ni10和控氮0Cr19Ni10162

3.4.1.3　0Cr19Ni9N和00Cr18Ni10N167

3.4.1.4　0Cr25Ni20型不锈钢171

3.4.2　奥氏体铬镍铜和铬镍硅不锈钢175

3.4.2.1　0Cr18Ni9Cu3175

3.4.2.2 00Cr18Ni14Si4（Nb）、00Cr10Ni21Si6MoCu和00Cr9Ni25Si7176

3.4.3　奥氏体铬镍钼不锈钢182

3.4.3.1 0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2和控氮00Cr17Ni14Mo2182

3.4.3.2 00Cr25Ni22Mo2N187

3.4.3.3 00Cr18Ni18Mo5（N）190

3.4.4　奥氏体铬镍钼铜不锈钢193

3.4.4.1 00Cr18Ni14Mo2Cu2193

3.4.4.2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu195

3.4.4.3　0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb198

3.4.4.4 00Cr27Ni31Mo3Cu200

3.4.5　超级奥氏体不锈钢205

3.4.5.1 00Cr20Ni18Mo6CuN205

3.4.5.2 00Cr24Ni17Mo4NNb208

3.4.5.3 00Cr24Ni22Mo7CuN212

3.4.6　奥氏体节镍不锈钢215

3.4.6.1 1Cr17Mn6Ni5N、00Cr17Mn6 Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N215

3.4.6.2　0Cr18Mn13Ni3N218

3.5　双相不锈钢220

3.5.1　双相铬镍不锈钢222

3.5.1.1　0Cr21Ni5Ti和1Cr21Ni5Ti222

3.5.1.2　00Cr26Ni6Ti225

3.5.1.3　00Cr23Ni4N229

3.5.2　双相铬镍钼不锈钢232

3.5.2.1 00Cr18Ni5Mo3Si2和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb232

3.5.2.2　00Cr22Ni5Mo3N239

3.5.2.3　00Cr25Ni6Mo3N243

3.5.3　双相铬镍钼铜不锈钢246

3.5.3.1　0Cr25Ni6Mo3CuN246

3.5.3.2 00Cr25Ni7Mo3WCuN249

3.5.4　超级双相不锈钢253

3.5.4.1　00Cr25Ni7Mo4N253

3.5.4.2 00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN257

3.5.5　双相铬锰氮不锈钢（0Cr17Mn14Mo2N）260

参考文献265

第4章 耐蚀合金　266

4.1　概述266

4.1.1 国内外高镍耐蚀合金发展简史和近期进展266

4.1.2　高镍耐蚀合金的分类267

4.1.3　耐蚀合金牌号271

4.2　铁镍基耐蚀合金271

4.2.1　铁镍铬耐蚀合金271

4.2.1.1　0Cr20Ni32AlTi和00Cr20Ni32AlTi271

4.2.1.2 00Cr25Ni35AlTi277

4.2.2 铁镍钼耐蚀合金（0Cr20Ni43Mo13和00Cr21Ni40Mo13）282

4.2.3　铁镍铬钼铜耐蚀合金285

4.2.3.1　0Cr21Ni42Mo3Cu2Ti285

4.2.3.2　0Cr20Ni35Mo3Cu3Nb293

4.2.3.3　00Cr26Ni35Mo3CuTi295

4.2.3.4　0Cr22Ni47Mo6.5Cu2Nb2和00Cr22Ni48Mo7Cu2Nb303

4.3　镍基耐蚀合金310

4.3.1　镍铜耐蚀合金310

4.3.1.1　概述310

4.3.1.2　NiCu28Fe312

4.3.2　镍铬耐蚀合金323

4.3.2.1　概述323

4.3.2.2　0Cr15Ni75Fe325

4.3.2.3　00Cr30Ni60Fe10330

4.3.2.4　0Cr35Ni65Al和0Cr50Ni50336

4.3.3　镍钼耐蚀合金342

4.3.3.1　概述342

4.3.3.2　00NiMo28型合金343

4.3.4　镍铬钼（钨）耐蚀合金350

4.3.4.1　概述350

4.3.4.2　00Cr16Ni75Mo2Ti352

4.3.4.3　00Cr16Ni57Mo16W4Fe359

4.3.4.4　00Cr16Ni66Mo16Ti364

4.3.4.5　00Cr22Ni57Mo13W3370

4.3.5　镍铬钼铜耐蚀合金（00Cr23Ni57Mo16Cu1.6）375

参考文献378

第5章 耐热钢及其合金　379

5.1　概述379

5.1.1　耐热钢和合金的分类379

5.1.2　对耐热钢和合金的基本要求379

5.1.3　耐热钢和合金的典型用途380

5.2　耐热钢和合金的力学性能及在高温下的化学稳定性380

5.2.1　耐热钢和合金的力学性能380

5.2.2　合金元素对耐热钢和合金高温化学稳定性的影响381

5.2.3 耐热钢和合金在高温下的化学稳定性383

5.3　铬系铁素体抗氧化钢389

5.4　Cr-Ni系奥氏体抗氧化钢390

5.4.1 1Cr18Ni9Ti390

5.4.2 1Cr23Ni13392

5.4.3　1Ni12N394

5.4.4 1Cr25Ni20Si2395

5.4.5 Superterm397

5.5　Cr-Mn-Ni-N系奥氏体抗氧化钢400

5.5.1 5Cr21Mn9Ni4N400

5.5.2 2Cr20Mn9Ni2Si2N402

5.5.3 3Cr18Mn12Si2N404

5.6　低合金热强钢406

5.6.1 15CrMo406

5.6.2 10Cr2.25Mo1408

5.6.3 12Cr1MoV410

5.6.4 12MoVWBSiRE414

5.6.5 12Cr2MoWVTiB416

5.6.6 12Cr3MoVSiTiB419

5.7　中合金（5％～12％Cr）热强钢422

5.7.1　1Cr5Mo422

5.7.2　10Cr9Mo1VNb（T91）424

5.7.3 1Cr12WMoV427

5.8 Cr-Ni系奥氏体热强钢429

5.8.1 4Cr14Ni14W2Mo429

5.8.2 0Cr15Ni25Ti2MoAlVB431

5.9　节镍、铬和无镍、铬耐热钢433

5.9.1 4Cr22Ni4N434

5.9.2　3Cr24Ni7SiN（RE）436

5.9.3 1Al3MoWTi439

5.10　沉淀硬化不锈钢442

5.10.1 0Cr17Ni4Cu4Nb443

5.10.2 0Cr17Ni7Al443

5.10.3 0Cr15Ni7Mo2Al444

5.11　高温合金445

5.11.1　高温合金的化学成分445

5.11.2　高温合金的力学性能449

5.11.3　高温合金的化学稳定性453

5.11.4　高温合金的典型用途454

参考文献457

第6章 有色金属及其合金　459

6.1　铝及其合金459

6.1.1　铝的化学成分和物理力学性能459

6.1.2　铝合金的化学成分和物理力学性能462

6.1.3　铝及其合金的耐腐蚀性能464

6.1.4　铝及其合金牌号473

6.2　钛及其合金474

6.2.1　钛及其合金的分类475

6.2.2　钛及其合金的物理力学性能476

6.2.3　钛及其合金的耐腐蚀性能479

6.2.3.1　工业纯钛479

6.2.3.2　钛钯合金481

6.2.3.3　钛钼合金492

6.2.3.4　钛钼镍合金492

6.2.4　钛的耐局部腐蚀性能493

6.2.5　钛及其合金应用497

6.3　镍497

6.3.1 镍的化学成分和物理力学性能497

6.3.2　镍的耐腐蚀性能497

6.4　铜及其合金500

6.4.1　紫铜（纯铜）500

6.4.2　黄铜505

6.4.3　青铜511

6.4.4　白铜523

6.5　锆及其合金526

6.5.1　锆的化学成分和物理力学性能527

6.5.2　锆的耐腐蚀性能528

6.5.3　锆的局部腐蚀行为531

6.5.4　锆在化工中的应用538

6.6　铌和钽539

6.7　银和金542

6.7.1　银542

6.7.2　金544

6.8　铅及其合金546

参考文献550

第7章 常用的金属表面保护工程技术　552

7.1　Ni-P合金化学镀552

7.1.1 Ni-P合金化学镀的基本原理及特点552

7.1.2　Ni-P镀层耐蚀性554

7.1.3 Ni-P合金化学镀技术在防腐工程中的应用570

7.1.3.1　Ni-P合金化学镀技术用于冷换设备防腐570

7.1.3.2　Ni-P合金化学镀技术用于油气田防腐574

7.1.4　Ni-P化学镀发展趋势576

7.2　热喷涂技术577

7.2.1　热喷涂技术基本概念577

7.2.1.1　定义577

7.2.1.2　喷涂方法分类577

7.2.1.3　涂层的功能578

7.2.1.4　喷涂方法579

7.2.1.5　热喷涂涂层常用标准583

7.2.1.6　实施热喷涂注意事项583

7.2.2　防腐工程常用热喷涂材料584

7.2.3　热喷涂技术在防腐工程中的应用587

7.2.3.1　热喷涂铝或锌涂层在大气和水介质中的应用587

7.2.3.2　热喷涂技术在火电行业的防腐工程应用588

7.2.3.3　热喷涂技术在造纸行业的应用590

7.2.3.4　热喷涂技术在泵过流部件防护中的应用591

7.2.3.5　热喷涂技术在石油化工防护中的应用592

7.2.3.6　热喷涂技术替代电镀硬铬594

7.3　冷焊技术595

7.3.1 冷焊机理及粘涂层的主要性能595

7.3.2　几种常用冷焊材料596

7.4　热浸镀599

7.4.1　热浸镀的基本概念599

7.4.2　热浸镀铝钢材的抗氧化和耐腐蚀性能601

7.4.3　镀铝钢带和钢丝的应用608

7.4.4　热浸镀层发展趋势609

参考文献610

第8章 耐蚀金属衬里技术　612

8.1　概述612

8.2　复合钢板612

8.2.1 钛和不锈钢复合板的制造方法612

8.2.2　钛和不锈钢复合板的品种及规格615

8.2.3　钛和不锈钢复合板的性能616

8.2.4　钛和不锈钢复合板设备的制造618

8.2.5　钛和不锈钢复合板材料的应用和修复实例622

8.3　不锈钢堆焊覆层及带极堆焊衬里625

8.3.1　带极堆焊的原理、特点、设备和材料625

8.3.2　焊接工艺628

8.3.3　检验项目和要求633

8.3.4　不锈钢带极堆焊实例633

8.4　特殊金属材料衬里634

8.4.1　镍和镍合金衬里634

8.4.2　高硅不锈钢衬里636

8.4.3　000Cr26Mo1超纯铁素体不锈钢衬里638

8.5　典型耐蚀金属衬里设备的检验与修复实例640

8.5.1　尿素合成塔（1）640

8.5.2　30万吨合成氨成套设备试制643

8.5.3　尿素合成塔（2）644

参考文献645

第9章 电化学保护技术　646

9.1　概述646

9.1.1　阴极保护技术646

9.1.2　阳极保护技术649

9.1.3　电化学保护技术的分类650

9.1.4 阴极保护技术的特点及适用领域650

9.1.5　阳极保护技术的特点及适用领域651

9.2　阴极保护技术653

9.2.1　阴极保护原理653

9.2.1.1　阴极保护模型653

9.2.1.2　阴极保护基本原理653

9.2.1.3　基于动力学阻滞性的阴极保护654

9.2.2　阴极保护的基本参数654

9.2.3　阴极保护系统660

9.2.3.1　外加电流阴极保护系统660

9.2.3.2　牺牲阳极阴极保护系统676

9.2.3.3　牺牲阳极材料及填充料677

9.2.4　阴极保护系统的设计、安装及调试683

9.2.4.1　保护方法的选择683

9.2.4.2 阴极保护参数及保护效果测定684

9.2.4.3　分散能力的测定687

9.2.4.4　外加电流阴极保护系统的设计、安装及调试688

9.2.4.5　牺牲阳极阴极保护系统的设计、安装及调试701

9.2.5　阴极保护系统的运行维护及效果评估708

9.2.6 阴极保护系统常见故障及防护措施711

9.2.7　杂散电流腐蚀及防护措施711

9.2.7.1　直流杂散电流711

9.2.7.2　交流杂散电流714

9.2.8　阴极保护技术应用实例717

9.2.8.1　在化工介质中的应用实例717

9.2.8.2　设计应用实例二则717

9.3　阳极保护技术723

9.3.1　阳极保护原理723

9.3.2　阳极保护的基本参数728

9.3.2.1　致钝电流密度728

9.3.2.2　维钝电流密度728

9.3.2.3　稳定钝化区的电位范围729

9.3.2.4　最佳保护电位730

9.3.2.5　自活化时间736

9.3.2.6　分散能力737

9.3.2.7　阳极保护参数的测定738

9.3.3　阳极保护系统745

9.3.3.1　辅助阴极745

9.3.3.2　参比电极747

9.3.3.3　直流电源749

9.3.3.4　致钝原则及方法749

9.3.3.5　维钝方法及适用条件752

9.3.4　阳极保护系统的设计、安装及调试758

9.3.4.1　设计程序及应用要点759

9.3.4.2　被保护体本体的设计及安装759

9.3.4.3　辅助阴极的设计及安装760

9.3.4.4　参比电极的设计及安装763

9.3.4.5　直流电源及控制方式的设计及安装768

9.3.4.6　电缆及配电769

9.3.4.7　特殊设计及处理771

9.3.4.8　开车调试772

9.3.5　阳极保护系统的运行维护及效果评估773

9.3.6　阳极保护系统常见故障及防护措施774

9.3.7　阳极保护应用实例776

参考文献784

第10章 缓蚀剂及其应用　787

10.1　概述787

10.1.1　缓蚀剂的定义787

10.1.2　工业生产对缓蚀剂的要求787

10.1.3　缓蚀剂的分类789

10.2　缓蚀剂的作用机理789

10.2.1　电化学机理789

10.2.2　物理和化学吸附机理789

10.2.3　界面化学反应成膜机理789

10.2.4　协同机理790

10.3　缓蚀剂性能测试与监测790

10.3.1 实验室中缓蚀剂性能测试790

10.3.2 缓蚀剂现场性能监测792

10.3.3　大气腐蚀试验与检测方法792

10.4　酸洗中缓蚀剂的应用793

10.4.1　酸洗缓蚀剂793

10.4.2　常用的化学清洗酸洗主剂794

10.4.3　酸性介质中的缓蚀剂794

10.4.4　国产酸洗缓蚀剂800

10.4.5　影响酸洗缓蚀剂缓蚀效果的因素802

10.5　金属暂时性保护中缓蚀剂的应用805

10.5.1　大气腐蚀805

10.5.2　水溶性缓蚀剂807

10.5.3　油溶性缓蚀剂808

10.5.4　气相缓蚀剂808

10.6　石油和化学工业中缓蚀剂的应用811

10.6.1　石油、天然气开采过程中缓蚀剂的应用811

10.6.2　石油炼制过程中金属的腐蚀和缓蚀剂814

10.6.3　石油化工中缓蚀剂的应用819

10.6.4　化肥工业中缓蚀剂的应用820

10.6.5　其他化学工业中缓蚀剂的应用821

10.7　有色金属用缓蚀剂的应用822

10.7.1　铜和铜合金的缓蚀剂822

10.7.1.1　在酸溶液中的缓蚀剂822

10.7.1.2　在中性介质中的缓蚀剂826

10.7.1.3　在碱性介质中的缓蚀剂828

10.7.2　铝的缓蚀剂829

10.7.2.1　在酸性介质中的缓蚀剂829

10.7.2.2　在碱性介质中的缓蚀剂832

10.7.3　锌的缓蚀剂834

10.7.4　钛的缓蚀剂837

10.7.5　锆的缓蚀剂838

参考文献838