1926年Hatfeild 曾采用(yong)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銅溶液試(shi)驗(yan)(yan)敏化不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。后(hou)來(lai)Strauss等(deng)人做了改進,最(zui)后(hou)發展成為一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)驗(yan)(yan)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)銅試(shi)驗(yan)(yan)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位在+0.3~+0.58V范(fan)圍內(相對于標(biao)準(zhun)氫電(dian)極)。在這一(yi)(yi)電(dian)位范(fan)圍內,晶(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)(du)最(zui)小,為0.1μA/c㎡,而貧(pin)(pin)鉻(ge)區(qu)(qu)(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)(du)很大(da),為10μA/c㎡或更(geng)大(da)一(yi)(yi)些(xie)。如果敏化嚴重(zhong),例如鉻(ge)量為7.5%(重(zhong)量)時,貧(pin)(pin)鉻(ge)區(qu)(qu)將(jiang)被腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)(du)大(da)于105μA/c㎡.這樣大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)(du)差,將(jiang)會(hui)引(yin)起嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。但(dan)是在這種(zhong)(zhong)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質中,除了表面(mian)上少數(shu)幾個晶(jing)粒脫(tuo)落外,一(yi)(yi)般不(bu)(bu)會(hui)產生晶(jing)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)落,腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)只(zhi)局限(xian)在1μm級厚(hou)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)貧(pin)(pin)鉻(ge)區(qu)(qu)進行。因(yin)此不(bu)(bu)像(xiang)65%硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)試(shi)驗(yan)(yan)和硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鐵試(shi)驗(yan)(yan)那(nei)樣會(hui)引(yin)起明顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)量損失。但(dan)大(da)部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒因(yin)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)得像(xiang)沒有(you)粘接的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磚砌(qi)結構一(yi)(yi)樣。因(yin)此,不(bu)(bu)能(neng)用(yong)重(zhong)量法(fa)來(lai)判(pan)斷晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)。然而,電(dian)阻(zu),機械(xie)性(xing)能(neng)卻發生了明顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian),故彎曲(qu)裂紋、電(dian)阻(zu)和抗拉強度(du)(du)變(bian)(bian)化乃是這一(yi)(yi)試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較好評(ping)判(pan)依據。


  在硫酸-硫酸銅溶(rong)液中(zhong)腐(fu)蝕電位(wei)是處在+0.3~+0.58V范圍(wei)的上限部分(如+0.58V處)。但是,把金屬銅屑或銅丸放入溶(rong)液中(zhong)并與試(shi)樣(yang)(yang)接觸時(shi),試(shi)樣(yang)(yang)的電位(wei)變得和銅的電位(wei)相(xiang)同(tong),為+0.3V(對標準(zhun)氫電極)。也就是根(gen)據Cu2+、Cu+和Cu的共存(cun)電位(wei),并在此電位(wei)下(xia)保持恒定。在這(zhe)一電位(wei)下(xia),它可(ke)能在活化區內腐(fu)蝕。晶間(jian)腐(fu)蝕的穿透速度很大,可(ke)以把試(shi)驗時(shi)間(jian)縮(suo)短到24小時(shi),甚至有些鋼種(zhong)還經不起(qi)這(zhe)樣(yang)(yang)長的浸蝕,試(shi)驗時(shi)間(jian)還可(ke)以縮(suo)短到15小時(shi)。


一、應用范(fan)圍和(he)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不銹鋼304L不銹(xiu)鋼(gang)316不銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼(gang)321不銹鋼347不(bu)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(er)、試樣尺寸及制備


 焊(han)接試樣(yang)應從與產品(pin)鋼材(cai)相同而且焊(han)接工藝也相同的(de)試板上(shang)選取。


 試(shi)樣(yang)尺寸選(xuan)取方法見表 2-4 ,焊(han)(han)接試(shi)樣(yang)、焊(han)(han)條試(shi)樣(yang)及堆焊(han)(han)焊(han)(han)條試(shi)樣(yang)的選(xuan)取方法分別(bie)見圖(tu)(tu)2-8、圖(tu)(tu)2-9、圖(tu)(tu)2-10、圖(tu)(tu)2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣用鋸切取,如用剪切時(shi),應(ying)通過切削或研磨(mo)方(fang)法除去(qu)剪切的影(ying)響(xiang)部分。


 試樣(yang)上有氧化(hua)皮(pi)時,要通過切削或(huo)研(yan)磨除掉。需要敏(min)化(hua)處(chu)理(li)的試樣(yang),應在敏(min)化(hua)處(chu)理(li)后行研(yan)磨。


  試(shi)樣切取及表面(mian)(mian)研磨(mo)時,應(ying)防止過(guo)熱,被(bei)試(shi)驗的試(shi)樣表面(mian)(mian)粗糙度(du)Ra 必須小于0.8μm。不能進行研磨(mo)的試(shi)樣,根據雙方協議也可以采用其他(ta)方法(fa)處理。


 焊接試(shi)樣(yang)直(zhi)接以焊后狀態進(jin)行試(shi)驗。對(dui)焊后還(huan)要經過350℃以上熱加工的焊接件(jian),試(shi)樣(yang)焊后還(huan)應進(jin)行敏(min)化處理(li),敏(min)化處理(li)制度在協(xie)議中(zhong)另行規定。


三、試驗條件和步驟


  1. 試(shi)驗溶液(ye):將100g硫(liu)酸銅(tong)(GB 665,分析純(chun))溶解于700mL蒸(zheng)餾水或去離子水中再加入100mL硫(liu)酸(GB 625,優(you)級純(chun)),用蒸(zheng)餾水或去離子水稀釋至1000mL,配制成(cheng)硫(liu)硫(liu)酸銅(tong)溶液(ye)。


  2. 試驗前(qian)將試樣用適(shi)當的溶(rong)劑或洗滌劑(非氯化物(wu))去油并干燥。


  3. 在燒(shao)瓶(ping)底部鋪一層銅屑(xie)(GB-466 純度(du)不小(xiao)于99.5%),然(ran)后放置試樣。保(bao)證每個試與銅屑(xie)接(jie)觸的(de)(de)情況(kuang)下,同一燒(shao)瓶(ping)中允許放幾層同一鋼(gang)種(zhong)的(de)(de)試樣,但(dan)是,試樣之間要互(hu)不接(jie)觸。


  4. 試驗溶(rong)液(ye)應(ying)高出最上(shang)層試樣20mm以(yi)上(shang),每次試驗都(dou)應(ying)使用新的試驗溶(rong)液(ye)。注:仲(zhong)裁試驗時,試驗溶(rong)液(ye)量按試樣表(biao)面積(ji)計算(suan),其量在(zai)8mL/c㎡以(yi)上(shang)。


  5. 將(jiang)燒瓶放(fang)在加熱(re)裝置(zhi)上(shang),通以冷卻(que)水,加熱(re)試驗(yan)溶(rong)液,使之(zhi)保持(chi)微(wei)沸狀態。試樣連續16小時。


  6. 試驗后(hou)取出試樣,洗凈,干(gan)燥,彎曲。


四、試驗結果評(ping)定


  1. 壓力加工(gong)件(jian)和焊(han)接件(jian)試樣(yang)彎曲角度(du)為180°,焊(han)接接頭沿熔(rong)合線進行彎曲。鑄鋼(gang)件(jian)彎曲角度(du)為90°。


  2. 試樣(yang)彎曲用(yong)的(de)壓頭(tou)(tou)直徑,當試樣(yang)厚(hou)度不大于1mm時(shi)(shi),壓頭(tou)(tou)直徑為(wei)1mm;當試樣(yang)厚(hou)度大于1mm時(shi)(shi),壓頭(tou)(tou)直徑為(wei)5mm。


  3. 彎(wan)曲后的試樣在10倍放大(da)鏡下觀察彎(wan)曲試樣外表面,有無因晶間腐蝕而產(chan)生(sheng)的裂(lie)紋(wen),從試樣的彎(wan)曲部位棱(leng)角產(chan)生(sheng)的裂(lie)紋(wen),以(yi)及不(bu)伴(ban)有裂(lie)紋(wen)的滑(hua)移線,縐紋(wen)和表面粗(cu)糙(cao)等都不(bu)能(neng)認(ren)為是(shi)晶間腐蝕而產(chan)生(sheng)的裂(lie)紋(wen)。


  4. 試樣不能進行彎(wan)曲評(ping)定或彎(wan)曲的裂紋難以判(pan)定時(shi),則采用金(jin)相法觀察。金(jin)相磨片經浸蝕后,在(zai)顯微鏡(jing)下觀察(150~500倍),晶間腐蝕深度值(zhi)不得(de)超過5μm。


五、試驗報告


  1. 記(ji)錄試(shi)樣種類,熱(re)處理制度等(deng);


  2. 記錄(lu)試樣彎(wan)曲角(jiao)度及10倍(bei)放大鏡觀察(cha)后(hou),晶(jing)間腐蝕傾向結(jie)果;


  3. 如果用金相法(fa)判定時(shi),應記(ji)錄(lu)晶間(jian)腐蝕(shi)深(shen)度值。