表5-2给出了已公开发表的与沟状腐蚀研究相关的论文,归纳了合金元素减轻沟状腐蚀的效果,基体钢全部是低硫钢,但因研究者不同而异,并且,因为该表是把0.1%~0.3%Cu的共存作为前提和单独添加的影响因素,虽然不能够相对地进行比较,然而可以说各添加元素的效果大体是一致的。
关于这些效果的作用机理,没有看到特别针对沟状腐蚀进行重新研究的论文,只不过是引用文献进行考察而已。
Wranglén归纳了不锈钢发生孔蚀时,合金元素抑制MnS恶劣作用的效果及其机理,在相关的文献里没有看到其他文献,可能对沟状腐蚀大致适用。其内容如下:
有效的合金元素,从其作用机理上被分为两种,第一种是在钢中取代锰形成不溶于水或酸的硫化物元素;第二种是随着腐蚀的进行在腐蚀环境中溶解析出,在钢表面上形成不溶性硫化物的元素。
前者有Cr、Ti、V,由于分别比锰生成硫化物的倾向大,只能生成CrS、TiS、VS,不能够生成有害的MnS.后者有Ni、Co、Zn、Cd、Sn、Pb、Cu、Ag、Bi等,任何一种硫化物在酸中都比MnS的溶解度低。上述顺序是按元素溶解度降低的方向排列的。
在耐沟状腐蚀电焊钢管添加的元素中,除正在实用的铜以外,根据表5-2还有 Ti、Ni和Ca.已经知道铜的效果在于生成Cu2S覆膜。钛有效的原理是在钢中能够生成稳定的不溶性的硫化物TiS关于镍的效果,在厂家的技术报告中,栗栖说:“镍能形成Ni2S3的难溶性覆膜或者镍在基体铁表面的锈层中浓缩后有抑制腐蚀的效果。镍在耐硫酸露点腐蚀钢、耐候钢中是有效的,而且在电焊钢管的沟状腐蚀的发生以及成长过程中由于同样的效果,也可以提高耐沟状腐蚀的效果。”
钙生成硫化物倾向强,由于条件不同而异,在钢中生成CaS,但是因为CaS一旦接触到水环境就溶解,所以生成CaS作为沟状腐蚀的对策不是有效的。另外,添加钙在耐氢诱发裂纹钢中广泛流行,通过轧制延长后的形状可以取代能形成裂纹起点的MnS,生成无害的球状复合夹杂物(所谓的夹杂物的形状控制)。
像加藤的研究所阐明的那样,假如沟状腐蚀是沿着与表面大体成直角露出的金属塑性变形而存在的MnS端部开始腐蚀,并传播到后续的MnS进行腐蚀,那么可以推测通过添加钙改变MnS的形状,可能会提高耐沟状腐蚀性。可是详细的机理没有公开发表。