1926年Hatfeild 曾采用(yong)(yong)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銅溶液試(shi)驗(yan)敏(min)化不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。后(hou)來Strauss等人做了(le)改(gai)進,最(zui)后(hou)發展(zhan)成為一種(zhong)(zhong)常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)檢驗(yan)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)試(shi)驗(yan)方法(fa)。不(bu)銹鋼(gang)在(zai)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銅試(shi)驗(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)(wei)在(zai)+0.3~+0.58V范(fan)圍(wei)內(相(xiang)對于標(biao)(biao)準(zhun)氫電(dian)極)。在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一電(dian)位(wei)(wei)范(fan)圍(wei)內,晶(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)最(zui)小,為0.1μA/c㎡,而(er)貧鉻區(qu)(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)很大(da),為10μA/c㎡或(huo)更大(da)一些。如(ru)果敏(min)化嚴重(zhong),例如(ru)鉻量為7.5%(重(zhong)量)時(shi),貧鉻區(qu)將被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)大(da)于105μA/c㎡.這(zhe)(zhe)(zhe)樣大(da)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)差,將會引起(qi)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。但(dan)是在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)質中(zhong),除了(le)表面(mian)上少(shao)數幾個晶(jing)粒脫(tuo)落(luo)外(wai),一般不(bu)會產生晶(jing)粒的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)落(luo),腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)只局限在(zai)1μm級厚度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)貧鉻區(qu)進行。因(yin)此不(bu)像(xiang)65%硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)試(shi)驗(yan)和硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵試(shi)驗(yan)那樣會引起(qi)明顯的(de)(de)(de)(de)重(zhong)量損失。但(dan)大(da)部分的(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒因(yin)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)變(bian)得像(xiang)沒有粘接的(de)(de)(de)(de)磚(zhuan)砌結構(gou)一樣。因(yin)此,不(bu)能用(yong)(yong)重(zhong)量法(fa)來判斷晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)。然而(er),電(dian)阻,機械性(xing)能卻發生了(le)明顯的(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian),故彎曲裂(lie)紋、電(dian)阻和抗拉強度(du)(du)變(bian)化乃是這(zhe)(zhe)(zhe)一試(shi)驗(yan)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)較好評判依據。


  在(zai)硫酸-硫酸銅溶(rong)液中(zhong)(zhong)腐蝕(shi)(shi)(shi)電位是處(chu)在(zai)+0.3~+0.58V范圍的(de)(de)(de)上(shang)限部分(如+0.58V處(chu))。但是,把金屬銅屑或銅丸(wan)放入(ru)溶(rong)液中(zhong)(zhong)并與試(shi)樣接觸時,試(shi)樣的(de)(de)(de)電位變得和(he)銅的(de)(de)(de)電位相同,為+0.3V(對(dui)標準氫電極)。也就(jiu)是根據(ju)Cu2+、Cu+和(he)Cu的(de)(de)(de)共(gong)存電位,并在(zai)此電位下(xia)(xia)保(bao)持恒定。在(zai)這一(yi)電位下(xia)(xia),它可能在(zai)活化區內腐蝕(shi)(shi)(shi)。晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)穿透速度(du)很大,可以把試(shi)驗時間縮(suo)短到24小(xiao)時,甚至有些(xie)鋼種還(huan)(huan)經不起這樣長的(de)(de)(de)浸蝕(shi)(shi)(shi),試(shi)驗時間還(huan)(huan)可以縮(suo)短到15小(xiao)時。


一(yi)、應用范圍和優缺點


 這一方法可用于評定交貨狀態的熱處理、添加穩定元素(如鈦或鈮)以及降低碳含量在防止晶間腐蝕方面的作用,適用于不銹鋼的鍛材和焊接件。具體可以用這一方法檢驗304不(bu)銹鋼304L不銹鋼316不(bu)銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼321不(bu)銹鋼(gang)347不銹鋼中碳化鉻引起的晶間腐蝕敏感性,不能檢驗與σ相有關的晶間腐蝕敏感性。


 這一方法的優點。在硫酸-硫酸銅溶液中添加銅屑,電位降低較快,較穩定,溶液量和銅屑量對試驗結果影響不大,腐蝕條件比較穩定,操作容易控制。因此,H2SO4-CuSO4-銅屑法被各國采用,如今已成為一種國際標準方法。前蘇聯還發展了硫酸-硫酸銅-鋅粉法110g CuSO4·5H2O+55mL(密度1.84) H2SO4+5g鋅粉+1L蒸餾水,煮沸144小時。


二、試樣尺寸及制備


 焊接(jie)試樣應從與產品鋼材相(xiang)同而且(qie)焊接(jie)工藝也(ye)相(xiang)同的(de)試板上選取。


 試樣尺寸選(xuan)取方法見(jian)(jian)表 2-4 ,焊(han)接試樣、焊(han)條試樣及(ji)堆焊(han)焊(han)條試樣的選(xuan)取方法分別見(jian)(jian)圖2-8、圖2-9、圖2-10、圖2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣(yang)用鋸切(qie)取,如用剪(jian)切(qie)時,應通過(guo)切(qie)削或研磨方法除去剪(jian)切(qie)的影響(xiang)部分(fen)。


 試(shi)樣(yang)上(shang)有氧化(hua)皮時,要(yao)通過切削或研(yan)(yan)磨(mo)除掉。需要(yao)敏(min)(min)化(hua)處理的試(shi)樣(yang),應(ying)在敏(min)(min)化(hua)處理后行(xing)研(yan)(yan)磨(mo)。


  試(shi)樣(yang)切取及(ji)表(biao)面研(yan)磨時,應防止過熱,被試(shi)驗的試(shi)樣(yang)表(biao)面粗糙度Ra 必須(xu)小于(yu)0.8μm。不能進(jin)行(xing)研(yan)磨的試(shi)樣(yang),根據(ju)雙方(fang)協議也可以采用其他方(fang)法處理(li)。


 焊接(jie)試樣直接(jie)以(yi)焊后(hou)狀態進行試驗。對(dui)焊后(hou)還要經過350℃以(yi)上熱加(jia)工的焊接(jie)件,試樣焊后(hou)還應進行敏化處(chu)理,敏化處(chu)理制度(du)在協(xie)議中另行規定。


三、試(shi)驗條件(jian)和(he)步驟(zou)


  1. 試驗溶(rong)液:將(jiang)100g硫(liu)酸銅(tong)(GB 665,分析純(chun))溶(rong)解于700mL蒸(zheng)餾(liu)水或去離子水中再加入(ru)100mL硫(liu)酸(GB 625,優級純(chun)),用蒸(zheng)餾(liu)水或去離子水稀釋(shi)至1000mL,配制成硫(liu)硫(liu)酸銅(tong)溶(rong)液。


  2. 試驗前將(jiang)試樣用適當的溶劑或洗滌劑(非氯化物)去油并干(gan)燥。


  3. 在(zai)燒瓶(ping)底(di)部鋪一層銅屑(xie)(GB-466 純度不(bu)小于99.5%),然后放置(zhi)試樣。保(bao)證每個試與銅屑(xie)接觸的情況下,同一燒瓶(ping)中允(yun)許放幾層同一鋼(gang)種的試樣,但是,試樣之間要互不(bu)接觸。


  4. 試(shi)驗(yan)溶液應(ying)高出最上(shang)層試(shi)樣20mm以上(shang),每(mei)次試(shi)驗(yan)都應(ying)使用(yong)新(xin)的試(shi)驗(yan)溶液。注:仲裁試(shi)驗(yan)時,試(shi)驗(yan)溶液量按試(shi)樣表面積計算,其量在(zai)8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將燒瓶放在(zai)加(jia)(jia)熱裝置上,通以冷卻水,加(jia)(jia)熱試驗溶液,使之(zhi)保(bao)持微沸(fei)狀態。試樣連續16小時。


  6. 試(shi)驗后(hou)取出試(shi)樣,洗凈,干燥,彎曲(qu)。


四、試(shi)驗結(jie)果評定


  1. 壓力加工件和(he)焊接件試樣彎(wan)曲角(jiao)(jiao)度(du)為180°,焊接接頭沿熔合線進行彎(wan)曲。鑄鋼件彎(wan)曲角(jiao)(jiao)度(du)為90°。


  2. 試(shi)樣彎曲用的壓(ya)頭(tou)直(zhi)徑,當(dang)(dang)試(shi)樣厚度(du)不大于(yu)1mm時,壓(ya)頭(tou)直(zhi)徑為1mm;當(dang)(dang)試(shi)樣厚度(du)大于(yu)1mm時,壓(ya)頭(tou)直(zhi)徑為5mm。


  3. 彎曲后的試(shi)樣(yang)在10倍放大鏡下觀察彎曲試(shi)樣(yang)外(wai)表面(mian),有無因晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)而(er)產(chan)生(sheng)的裂(lie)紋,從試(shi)樣(yang)的彎曲部位棱(leng)角產(chan)生(sheng)的裂(lie)紋,以及不伴有裂(lie)紋的滑移線,縐(zhou)紋和表面(mian)粗糙等都不能認為(wei)是(shi)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)而(er)產(chan)生(sheng)的裂(lie)紋。


  4. 試樣不(bu)(bu)能進行(xing)彎(wan)曲評(ping)定或彎(wan)曲的裂紋難(nan)以判定時,則采用金(jin)相法觀察。金(jin)相磨片(pian)經(jing)浸蝕(shi)后,在(zai)顯微鏡下(xia)觀察(150~500倍),晶(jing)間腐蝕(shi)深度值不(bu)(bu)得(de)超過5μm。


五、試驗報(bao)告(gao)


  1. 記錄試(shi)樣種(zhong)類(lei),熱(re)處理(li)制度等(deng);


  2. 記錄試(shi)樣彎曲角度及10倍放(fang)大鏡觀察(cha)后,晶間腐蝕傾(qing)向結果;


  3. 如果用金(jin)相法判定時,應記錄晶間腐蝕深度值。