| 晶間腐蝕試驗(yàn) |
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蘇州天標(biāo)檢測(cè)技術(shù)有限公司
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摘要： 本文介紹了晶間腐蝕概念及產(chǎn)生條件，并總結(jié)了預(yù)防晶間腐蝕的措施。
關(guān)鍵詞： 晶間腐蝕，晶粒腐蝕，晶間腐蝕試驗(yàn)。
1. 定義 晶間腐蝕，局部腐蝕的一種。沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴(kuò)展的腐蝕。
2. 簡介
主要由于晶粒表面和內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機(jī)械強(qiáng)度。而且腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤，看不出被破壞的跡象，但晶粒間結(jié)合力顯著減弱，力學(xué)性能惡化, 不能經(jīng)受敲擊，所以是一種很危險(xiǎn)的腐蝕。通常出現(xiàn)于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重大問題。
3. 不銹鋼的晶間腐蝕
不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱為晶間腐蝕。產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到應(yīng)力作用時(shí)，即會(huì)沿晶界斷裂、強(qiáng)度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險(xiǎn)的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)(HAZ)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕(KLA)。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須大于10-12%。當(dāng)溫度升高時(shí)，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度大于鉻的擴(kuò)散速度。因?yàn)槭覝貢r(shí)碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02%～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C6等。數(shù)據(jù)表明，鉻沿晶界擴(kuò)散的活化能力162～252KJ/mol，而鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散活化能約540KJ/mol，即:鉻由晶粒內(nèi)擴(kuò)散速度比鉻沿晶界擴(kuò)散速度小，內(nèi)部的鉻來不及向晶界擴(kuò)散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自晶界附近，結(jié)果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當(dāng)晶界的鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低到小于12%時(shí)，就形成所謂的“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區(qū)就會(huì)失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。
4. 晶間腐蝕產(chǎn)生條件 4.1.晶粒和晶界區(qū)的組織不同，因而電化學(xué)性質(zhì)存在顯著差異。(內(nèi)因) 4.2.晶粒和晶界的差異要在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下才能顯露出來。(外因)
5. 預(yù)防措施 5.1.調(diào)整焊縫的化學(xué)成份，加入穩(wěn)定化元素減少形成碳化鉻的可能性，如加入鈦或鈮等； 5.2.減少焊縫中的含碳量，可以減少和避免形成鉻的碳化物，從而降低形成晶界腐蝕的傾向，含碳量在0.04%以下，稱為“超低碳”不銹鋼，就可以避免鉻的碳化物生成； 5.3.工藝措施，控制在危險(xiǎn)溫度區(qū)的停留時(shí)間，防止過熱，快焊快冷，使碳來不及析出； 5.4.選用抗晶間腐蝕的合金，選擇合適的熱處理工藝，如鋁合金過時(shí)效處理；
6. 相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) [1]GB/T 4334-2020金屬和合金的腐蝕 奧氏體及鐵素體-奧氏體（雙相）不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法
[2]GB/T 15260-2016金屬和合金的腐蝕 鎳合金晶間腐蝕試驗(yàn)方法
[3]GB/T 21433-2008《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗(yàn)》 [4]GB/T 7998-2023 《鋁合金晶間腐蝕敏感性評(píng)價(jià)方法》 |
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