不锈钢螺丝是一种常用的紧固件,具有耐腐蚀性强、强度高、美观耐用等特点,广泛应用于机械、建筑、电子、医疗等领域。那么,了解一下不锈钢螺丝生锈腐蚀的原因较为复杂,主要与材质特性、环境因素、表面状态及使用维护不当等有关。以下是具体原因分析及对应的预防措施:

一、材质本身的影响
不锈钢等级不足或成分缺陷
原因:不锈钢的耐腐蚀性依赖于铬(Cr)、镍(Ni)等合金元素(如 304 不锈钢含 Cr≥18%、Ni≥8%)。若材质等级低(如 201 不锈钢)或冶炼过程中元素含量不足、分布不均,耐蚀性会显著下降。
案例:在高湿度或含盐环境中,201 不锈钢螺丝比 304 更容易生锈。
预防:根据使用环境选择合适等级的不锈钢(如 316L 适用于强腐蚀环境),采购时核查材质证明。
晶间腐蚀倾向
原因:不锈钢在 450~850℃(敏化温度区间)加热时,碳会与铬结合形成碳化铬(Cr₂₃C₆),导致晶界附近铬含量降低(贫铬),从而引发晶间腐蚀。
常见场景:焊接热影响区、热处理不当的工件。
预防:选择低碳(如 304L)或稳定化(如 321 含钛)不锈钢,焊接后进行固溶处理或退火。
二、环境因素的影响
潮湿或高湿度环境
原因:水分是电化学腐蚀的必要条件。当空气中湿度较高(如沿海、浴室、雨季),不锈钢表面会形成水膜,与杂质(如盐分、灰尘)构成微电池,导致腐蚀。
表现:螺丝表面出现 “白锈”(氧化铬水合物),严重时发展为红锈(铁锈)。
预防:保持环境干燥,必要时使用干燥剂;对螺丝进行镀层(如镀镍、钝化)增强防护。
腐蚀性介质接触
原因:接触酸(如硫酸、盐酸)、碱(如氢氧化钠)、盐(如氯化钠)、硫化物(如 SO₂、H₂S)等介质时,不锈钢表面的钝化膜会被破坏,引发腐蚀。
常见场景:化工车间、海洋环境、食品加工(含氯离子)场景。
预防:选择耐蚀性更强的材质(如 316L 抗氯离子腐蚀),避免与腐蚀性介质直接接触,定期清洁表面。
高温氧化
原因:高温(如 300℃以上)下,不锈钢表面氧化膜(Cr₂O₃)会逐渐增厚并剥落,失去保护作用,导致氧化腐蚀。
表现:表面形成黑色氧化皮,机械性能下降。
预防:选择耐高温不锈钢(如 310S),或采用耐高温涂层(如陶瓷涂层)。
三、表面状态与机械损伤
表面划伤或钝化膜破坏
原因:加工、安装过程中造成的划伤、毛刺等,会破坏表面钝化膜,暴露金属基体,形成腐蚀起点。
常见场景:螺丝装配时工具打滑、搬运碰撞。
预防:操作时避免硬性接触,使用尼龙或橡胶工具;加工后进行表面抛光或钝化处理。
缝隙腐蚀
原因:螺丝与工件、垫片之间的缝隙内易积聚腐蚀介质(如水分、盐类),形成 “氧浓差电池”,导致局部腐蚀。
表现:缝隙内出现点状或溃疡性腐蚀。
预防:选择低孔隙率的垫片(如聚四氟乙烯),避免过紧挤压形成闭死缝隙,定期检查缝隙处清洁度。
电偶腐蚀(异金属接触)
原因:不锈钢螺丝与其他金属(如铁、铝)接触时,因电位差形成原电池,不锈钢作为阴极可能被腐蚀(若电位差较大,阳极金属腐蚀更快,但不锈钢也可能因电解液传导受影响)。
案例:不锈钢螺丝固定铝合金工件时,若接触处有电解液(如水),可能引发电偶腐蚀。
预防:避免异金属直接接触,使用绝缘垫片(如塑料、橡胶)或选择与基材电位接近的不锈钢。
四、使用与维护不当
清洁不及时或方法错误
原因:表面堆积的灰尘、油污、金属碎屑(如铁屑)等杂质,会吸附水分形成腐蚀源。使用钢丝球、砂纸等粗糙工具清洁,可能划伤表面。
预防:定期用中性清洁剂(如肥皂水)和软布擦拭,避免使用强腐蚀性清洁剂。
应力腐蚀开裂(SCC)
原因:螺丝在拉伸应力(如安装过紧)和腐蚀介质(如含氯离子溶液)共同作用下,会产生微裂纹并扩展,导致断裂。
常见场景:高压管道、海洋工程中的不锈钢螺丝。
预防:控制安装扭矩,避免过度应力;选择抗 SCC 性能好的材质(如 316L),减少腐蚀介质残留。
五、预防不锈钢螺丝生锈腐蚀的综合措施
常规环境
选用 304 不锈钢,表面钝化处理,定期清洁。
潮湿 / 沿海环境
选用 316L 不锈钢,表面镀镍或达克罗涂层,使用密封胶或防水垫片。
化工腐蚀环境
选用哈氏合金(如 C-276)或钛合金螺丝,避免缝隙和异金属接触。
高温环境
选用 310S 或 Inconel 合金,表面涂覆耐高温涂层(如二硫化钼)。
安装过程 使用扭矩扳手控制应力,避免划伤表面,缝隙处填充密封剂。