宁波不锈钢晶间腐蚀试验硫酸-硫酸铜-铜屑法

时间：2023-12-20

不锈钢晶间腐蚀试验

晶间腐蚀，是金属材料在特定的腐蚀介质中, 并在高温环境下由于晶界合金元素铬的贫化, 沿着材料的晶粒间界受到腐蚀, 使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。以奥氏体不锈钢为例, 在焊接时, 焊缝两侧2～3 mm处可被加热到400～910℃, 这就是所谓的晶间腐蚀敏化区, 有铬和钼相析出而出现贫化。

不锈钢抗晶间腐蚀能力因其金相组织和化学成分的不同而有所不同, 如奥氏体不锈钢和双相不锈钢晶间腐蚀的敏化温度范围是400～850 ℃；而铁素体不锈钢则在 850℃以上。腐蚀从表面沿晶界深入金属内部,外表看不出腐蚀迹象,但金相观察晶界呈现网状腐蚀。

常用晶间腐蚀测试标准：GB/T 4334，ASTM A262, ISO 3651

常见晶间腐蚀测试项目：奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验，铁素体不锈钢晶间腐蚀试验，铁素体，奥氏体（双相）不锈钢在硫酸条件下的晶间腐蚀试验。

产生晶间腐蚀的原因很多, 一般认为是由于晶界合金元素的贫化。不锈钢中含有一定量的铬和钼等可钝化元素才具有耐腐蚀性。如果在晶界有富铬和富钼相析出, 这些相的主要成分为M23C6（M代表铬、钼、铁),析出相中铬含量高达95%,则沿晶界就产生一个贫铬和贫钼区。当贫化区的铬和钼含量降至钝化所需的极限含量(如铬含量在11%)以下时, 在适合的腐蚀溶液中就形成“碳化铬(阴极)-贫铬区(阳极)” 电池, 使晶界贫铬区产生腐蚀。另一种看法认为产生晶间腐蚀的原因是由于在晶界产生一些沉淀物, 如σ相,这些沉淀物在腐蚀介质中首先被腐蚀而引起晶间腐蚀。较为人们接受的是合金元素在晶界贫化的理论。

含碳量愈高, 碳的扩散量愈多, 碳化物形成的就多, 铬的消耗量就大, 使得晶间腐蚀倾向渗入晶界的深度加大。铬含量增加时, 有利于贫铬区与富铬区含铬量的平衡, 从而降低了晶间腐蚀的敏感性。镍含量增加可降低碳在奥氏体钢中的溶解度, 并可促进M23C6 的析出和成长速度, 因此镍是加速晶间腐蚀的元素。钛和铌与碳的亲和力较强, 能够生成稳定的TiC和NbC,以避免碳与铬结合形成碳化铬,从而减少了晶界贫铬区的产生, 因此它们被称为稳定化元素。此外，氮、磷、硅这些元素的存在对不锈钢耐晶间腐蚀都是不利的。

由于碳和铬的扩散速率不同, 晶间腐蚀倾向受加热温度和加热时间两个因素的影响。产生晶间腐蚀倾向是在一定的温度范围内, 并和加热时间有关。在某一段温度范围内会产生晶间腐蚀倾向, 若加热时间短, 则碳化物来不及析出, 若加热时间长, 则因铬的扩散使含量成分趋于均匀, 这样都不会形成晶间腐蚀倾向

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