1926年Hatfeild 曾采(cai)用硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銅溶液試(shi)(shi)驗(yan)(yan)敏(min)化不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。后(hou)來(lai)Strauss等人做了改進(jin),最后(hou)發(fa)展成(cheng)為一種常用的(de)(de)(de)(de)(de)檢驗(yan)(yan)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)標準試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)。不(bu)(bu)(bu)銹鋼在(zai)(zai)(zai)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)銅試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)電位(wei)在(zai)(zai)(zai)+0.3~+0.58V范圍(wei)內(nei)(相對(dui)于標準氫電極)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)一電位(wei)范圍(wei)內(nei),晶(jing)(jing)(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)最小(xiao),為0.1μA/c㎡,而(er)(er)貧鉻(ge)(ge)區(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)很(hen)大,為10μA/c㎡或更大一些。如果敏(min)化嚴重(zhong)(zhong)(zhong),例如鉻(ge)(ge)量為7.5%(重(zhong)(zhong)(zhong)量)時,貧鉻(ge)(ge)區將被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)大于105μA/c㎡.這(zhe)樣(yang)大的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)差(cha),將會(hui)(hui)引起(qi)(qi)嚴重(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。但是在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質中,除了表(biao)面上少(shao)數幾(ji)個晶(jing)(jing)(jing)粒脫(tuo)落外,一般不(bu)(bu)(bu)會(hui)(hui)產生(sheng)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)落,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)只局(ju)限在(zai)(zai)(zai)1μm級厚度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)貧鉻(ge)(ge)區進(jin)行。因此不(bu)(bu)(bu)像(xiang)65%硝酸(suan)(suan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)和(he)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鐵試(shi)(shi)驗(yan)(yan)那(nei)樣(yang)會(hui)(hui)引起(qi)(qi)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量損失。但大部分的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒因晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變得(de)像(xiang)沒有(you)粘(zhan)接的(de)(de)(de)(de)(de)磚砌結構一樣(yang)。因此,不(bu)(bu)(bu)能用重(zhong)(zhong)(zhong)量法(fa)來(lai)判斷晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感性。然(ran)而(er)(er),電阻(zu),機械性能卻(que)發(fa)生(sheng)了明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)改變,故彎曲裂(lie)紋(wen)、電阻(zu)和(he)抗拉強度(du)變化乃是這(zhe)一試(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)較好(hao)評判依據(ju)。


  在硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶液(ye)中腐(fu)蝕電(dian)位(wei)(wei)(wei)是(shi)處在+0.3~+0.58V范圍的(de)上限部分(如+0.58V處)。但是(shi),把(ba)金屬銅屑或銅丸放入溶液(ye)中并與試(shi)(shi)樣(yang)(yang)接觸時(shi)(shi),試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)電(dian)位(wei)(wei)(wei)變得(de)和(he)銅的(de)電(dian)位(wei)(wei)(wei)相同,為+0.3V(對標準氫電(dian)極(ji))。也就(jiu)是(shi)根(gen)據Cu2+、Cu+和(he)Cu的(de)共存(cun)電(dian)位(wei)(wei)(wei),并在此電(dian)位(wei)(wei)(wei)下保持恒定。在這(zhe)一(yi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)下,它(ta)可(ke)能在活化區內腐(fu)蝕。晶間腐(fu)蝕的(de)穿透(tou)速(su)度很大(da),可(ke)以(yi)把(ba)試(shi)(shi)驗時(shi)(shi)間縮短(duan)到(dao)24小時(shi)(shi),甚至有些鋼種還經不(bu)起(qi)這(zhe)樣(yang)(yang)長的(de)浸蝕,試(shi)(shi)驗時(shi)(shi)間還可(ke)以(yi)縮短(duan)到(dao)15小時(shi)(shi)。


一、應用范圍和優缺點(dian)


 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不銹鋼304L不銹鋼316不銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹(xiu)鋼321不銹(xiu)鋼347不銹鋼(gang)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(han)(han)接試樣應從(cong)與產品鋼材相(xiang)同而且焊(han)(han)接工藝也(ye)相(xiang)同的(de)試板(ban)上(shang)選(xuan)取(qu)。


 試樣尺寸(cun)選(xuan)(xuan)取方法見(jian)表 2-4 ,焊接試樣、焊條試樣及堆焊焊條試樣的選(xuan)(xuan)取方法分(fen)別見(jian)圖(tu)2-8、圖(tu)2-9、圖(tu)2-10、圖(tu)2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣用鋸切(qie)取,如用剪切(qie)時,應通過切(qie)削或研磨方法(fa)除去剪切(qie)的影響(xiang)部分。


 試樣上有氧化皮時,要(yao)通過(guo)切削或研(yan)磨除(chu)掉。需要(yao)敏化處理的試樣,應在敏化處理后行(xing)研(yan)磨。


  試(shi)樣(yang)切取及表面研磨時(shi),應(ying)防止過熱,被試(shi)驗(yan)的試(shi)樣(yang)表面粗糙度Ra 必須(xu)小于0.8μm。不能進行(xing)研磨的試(shi)樣(yang),根據雙方協(xie)議也可(ke)以采用其他方法處理(li)。


 焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)樣直接(jie)以(yi)焊(han)(han)后(hou)狀態(tai)進行試(shi)(shi)驗。對焊(han)(han)后(hou)還要(yao)經(jing)過(guo)350℃以(yi)上(shang)熱加工(gong)的焊(han)(han)接(jie)件,試(shi)(shi)樣焊(han)(han)后(hou)還應(ying)進行敏(min)化(hua)處理(li),敏(min)化(hua)處理(li)制度(du)在協議中另行規定。


三、試驗條件和步(bu)驟


  1. 試驗(yan)溶(rong)液(ye):將100g硫(liu)酸銅(GB 665,分(fen)析(xi)純(chun))溶(rong)解于700mL蒸餾水或去(qu)離子(zi)水中再加入(ru)100mL硫(liu)酸(GB 625,優級純(chun)),用(yong)蒸餾水或去(qu)離子(zi)水稀釋至1000mL,配制成硫(liu)硫(liu)酸銅溶(rong)液(ye)。


  2. 試驗前將(jiang)試樣用適當(dang)的溶(rong)劑(ji)或(huo)洗滌劑(ji)(非氯(lv)化(hua)物)去油并(bing)干燥。


  3. 在燒瓶底部(bu)鋪一層銅屑(GB-466 純度(du)不小于99.5%),然后(hou)放置試樣。保證每個(ge)試與銅屑接觸(chu)的情況下(xia),同(tong)一燒瓶中(zhong)允許(xu)放幾層同(tong)一鋼種的試樣,但是,試樣之間(jian)要互不接觸(chu)。


  4. 試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)溶(rong)液(ye)(ye)應高出最上(shang)層試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣20mm以上(shang),每次試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)都應使用新的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)溶(rong)液(ye)(ye)。注:仲(zhong)裁試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)時,試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)溶(rong)液(ye)(ye)量(liang)按試(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)樣表(biao)面積計算(suan),其量(liang)在8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將燒(shao)瓶放(fang)在加熱裝置上,通(tong)以冷卻水(shui),加熱試驗溶液(ye),使(shi)之保持微沸狀態(tai)。試樣連續16小時。


  6. 試(shi)驗后(hou)取出試(shi)樣,洗凈,干燥,彎曲。


四、試驗結果評定


  1. 壓力加工件和焊接件試樣(yang)彎(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)度(du)為(wei)180°,焊接接頭沿熔合線(xian)進行彎(wan)(wan)曲(qu)。鑄鋼件彎(wan)(wan)曲(qu)角(jiao)度(du)為(wei)90°。


  2. 試(shi)樣(yang)彎(wan)曲(qu)用的(de)壓(ya)(ya)頭(tou)直(zhi)徑(jing),當(dang)試(shi)樣(yang)厚度(du)不大(da)于1mm時(shi),壓(ya)(ya)頭(tou)直(zhi)徑(jing)為(wei)1mm;當(dang)試(shi)樣(yang)厚度(du)大(da)于1mm時(shi),壓(ya)(ya)頭(tou)直(zhi)徑(jing)為(wei)5mm。


  3. 彎曲(qu)(qu)后的試(shi)樣(yang)(yang)在10倍(bei)放大鏡(jing)下觀察彎曲(qu)(qu)試(shi)樣(yang)(yang)外表面,有(you)(you)無因晶間腐蝕而產生(sheng)的裂紋(wen),從試(shi)樣(yang)(yang)的彎曲(qu)(qu)部位(wei)棱角產生(sheng)的裂紋(wen),以及不伴(ban)有(you)(you)裂紋(wen)的滑(hua)移線(xian),縐紋(wen)和表面粗糙(cao)等都(dou)不能(neng)認為(wei)是晶間腐蝕而產生(sheng)的裂紋(wen)。


  4. 試樣(yang)不(bu)(bu)能進行(xing)彎(wan)曲(qu)評定或彎(wan)曲(qu)的(de)裂(lie)紋難以判定時,則采用金相法觀(guan)(guan)察。金相磨片經浸蝕后,在顯微(wei)鏡下觀(guan)(guan)察(150~500倍),晶間腐蝕深度值不(bu)(bu)得超過5μm。


五、試驗報告


  1. 記錄試樣種類,熱(re)處理制(zhi)度等;


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


  3. 如果用(yong)金相法(fa)判定時,應記錄(lu)晶間腐蝕深度值。