1926年Hatfeild 曾采用(yong)(yong)硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅溶(rong)液試(shi)驗(yan)敏化(hua)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。后來(lai)Strauss等人做(zuo)了(le)改(gai)進,最后發展(zhan)成(cheng)為(wei)一(yi)種常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)檢驗(yan)奧氏體不銹鋼(gang)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)標(biao)(biao)準試(shi)驗(yan)方(fang)法。不銹鋼(gang)在(zai)硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅試(shi)驗(yan)中的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位(wei)在(zai)+0.3~+0.58V范圍(wei)內(相對(dui)于標(biao)(biao)準氫(qing)電(dian)極)。在(zai)這一(yi)電(dian)位(wei)范圍(wei)內,晶(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表面(mian)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度最小,為(wei)0.1μA/c㎡,而(er)貧(pin)鉻區(qu)(qu)(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度很大(da),為(wei)10μA/c㎡或(huo)更大(da)一(yi)些。如果敏化(hua)嚴重(zhong),例如鉻量(liang)為(wei)7.5%(重(zhong)量(liang))時,貧(pin)鉻區(qu)(qu)將被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度大(da)于105μA/c㎡.這樣大(da)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度差,將會引起(qi)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。但(dan)是在(zai)這種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)中,除了(le)表面(mian)上少數(shu)幾個(ge)晶(jing)粒脫落外,一(yi)般不會產生(sheng)晶(jing)粒的(de)(de)(de)脫落,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)只局限在(zai)1μm級厚度的(de)(de)(de)貧(pin)鉻區(qu)(qu)進行。因(yin)此不像(xiang)65%硝酸試(shi)驗(yan)和硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸鐵試(shi)驗(yan)那樣會引起(qi)明顯的(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)損(sun)失。但(dan)大(da)部分的(de)(de)(de)晶(jing)粒因(yin)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)得像(xiang)沒有粘接的(de)(de)(de)磚(zhuan)砌(qi)結構一(yi)樣。因(yin)此,不能用(yong)(yong)重(zhong)量(liang)法來(lai)判斷晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏感性(xing)。然而(er),電(dian)阻(zu),機械性(xing)能卻發生(sheng)了(le)明顯的(de)(de)(de)改(gai)變(bian),故彎曲(qu)裂紋、電(dian)阻(zu)和抗(kang)拉強度變(bian)化(hua)乃是這一(yi)試(shi)驗(yan)方(fang)法的(de)(de)(de)較好評判依據(ju)。
在硫(liu)酸-硫(liu)酸銅溶液中腐(fu)蝕(shi)電(dian)位是(shi)(shi)處(chu)在+0.3~+0.58V范圍的(de)上限部分(如(ru)+0.58V處(chu))。但是(shi)(shi),把金屬(shu)銅屑或銅丸放入溶液中并(bing)與試(shi)樣(yang)(yang)接觸(chu)時,試(shi)樣(yang)(yang)的(de)電(dian)位變得和銅的(de)電(dian)位相(xiang)同,為+0.3V(對標(biao)準氫電(dian)極(ji))。也(ye)就(jiu)是(shi)(shi)根(gen)據Cu2+、Cu+和Cu的(de)共(gong)存電(dian)位,并(bing)在此電(dian)位下(xia)保持恒定。在這一電(dian)位下(xia),它可能在活化區內腐(fu)蝕(shi)。晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)穿(chuan)透(tou)速度很大(da),可以把試(shi)驗時間(jian)縮(suo)短(duan)到24小時,甚至有些鋼(gang)種還經不起這樣(yang)(yang)長的(de)浸蝕(shi),試(shi)驗時間(jian)還可以縮(suo)短(duan)到15小時。
一、應(ying)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不銹鋼、304L不銹鋼、316不(bu)銹鋼、316L不銹鋼(gang)、317不銹鋼、317L不銹鋼、321不銹鋼(gang)、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、試樣(yang)尺寸及制備
焊(han)接試(shi)樣應從(cong)與產品鋼材(cai)相同而且焊(han)接工(gong)藝也相同的試(shi)板上(shang)選取。
試樣(yang)尺寸選取方(fang)法見表 2-4 ,焊(han)接試樣(yang)、焊(han)條試樣(yang)及堆焊(han)焊(han)條試樣(yang)的(de)選取方(fang)法分別見圖2-8、圖2-9、圖2-10、圖2-11。


試樣(yang)用鋸(ju)切(qie)(qie)取,如用剪(jian)切(qie)(qie)時,應通過(guo)切(qie)(qie)削或研磨(mo)方法除去剪(jian)切(qie)(qie)的影響部分。
試(shi)樣(yang)上有氧(yang)化皮時,要(yao)通過(guo)切(qie)削或研(yan)磨除掉。需要(yao)敏化處理(li)的(de)試(shi)樣(yang),應在敏化處理(li)后行研(yan)磨。
試(shi)(shi)樣(yang)切取(qu)及表(biao)面研磨時,應(ying)防止過熱,被(bei)試(shi)(shi)驗的試(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面粗糙度Ra 必須小于(yu)0.8μm。不能進行(xing)研磨的試(shi)(shi)樣(yang),根據雙(shuang)方協議也可以(yi)采用其他(ta)方法處理。
焊(han)(han)接試樣直接以焊(han)(han)后(hou)狀態進行(xing)試驗。對(dui)焊(han)(han)后(hou)還要經過350℃以上熱加工(gong)的焊(han)(han)接件,試樣焊(han)(han)后(hou)還應進行(xing)敏化處理(li)(li),敏化處理(li)(li)制度在協(xie)議(yi)中(zhong)另行(xing)規定。
三、試驗條件和(he)步驟
1. 試驗溶(rong)液:將(jiang)100g硫酸(suan)銅(tong)(GB 665,分(fen)析(xi)純(chun))溶(rong)解(jie)于700mL蒸餾水或(huo)去離子水中再加入100mL硫酸(suan)(GB 625,優級純(chun)),用(yong)蒸餾水或(huo)去離子水稀釋至1000mL,配制(zhi)成硫硫酸(suan)銅(tong)溶(rong)液。
2. 試驗(yan)前(qian)將試樣用適當的溶(rong)劑或洗滌劑(非氯化物)去油并干燥。
3. 在燒(shao)(shao)瓶底部鋪一層銅屑(GB-466 純(chun)度不(bu)小(xiao)于99.5%),然后(hou)放(fang)置(zhi)試樣。保證每個試與銅屑接觸(chu)的情況(kuang)下,同一燒(shao)(shao)瓶中允(yun)許放(fang)幾(ji)層同一鋼種的試樣,但是,試樣之間要(yao)互(hu)不(bu)接觸(chu)。
4. 試驗(yan)(yan)(yan)溶液(ye)應(ying)高出最上(shang)(shang)層試樣(yang)20mm以上(shang)(shang),每次(ci)試驗(yan)(yan)(yan)都(dou)應(ying)使用(yong)新的試驗(yan)(yan)(yan)溶液(ye)。注(zhu):仲裁(cai)試驗(yan)(yan)(yan)時,試驗(yan)(yan)(yan)溶液(ye)量(liang)按試樣(yang)表面積(ji)計算,其(qi)量(liang)在8mL/c㎡以上(shang)(shang)。
5. 將燒瓶放在加熱(re)裝置上,通以(yi)冷卻水,加熱(re)試驗溶液,使之(zhi)保持微沸狀(zhuang)態。試樣連(lian)續16小時。
6. 試驗后取出試樣(yang),洗凈(jing),干燥,彎(wan)曲(qu)。
四、試驗結果評定
1. 壓力加工件和焊(han)接(jie)件試樣彎曲(qu)角(jiao)度(du)為180°,焊(han)接(jie)接(jie)頭沿熔合(he)線(xian)進(jin)行彎曲(qu)。鑄鋼件彎曲(qu)角(jiao)度(du)為90°。
2. 試樣彎曲用的(de)壓頭直徑(jing),當(dang)試樣厚度不大(da)于1mm時(shi),壓頭直徑(jing)為1mm;當(dang)試樣厚度大(da)于1mm時(shi),壓頭直徑(jing)為5mm。
3. 彎(wan)曲后的試樣在(zai)10倍放大鏡下觀察彎(wan)曲試樣外表面,有無因晶間腐(fu)蝕而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的裂(lie)紋(wen)(wen),從試樣的彎(wan)曲部位棱角產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的裂(lie)紋(wen)(wen),以及不(bu)伴(ban)有裂(lie)紋(wen)(wen)的滑移線,縐紋(wen)(wen)和表面粗糙(cao)等(deng)都(dou)不(bu)能認為是晶間腐(fu)蝕而產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的裂(lie)紋(wen)(wen)。
4. 試(shi)樣不(bu)能進行彎曲評定(ding)或彎曲的裂紋(wen)難以判定(ding)時(shi),則采用金(jin)相(xiang)法(fa)觀察。金(jin)相(xiang)磨片經浸蝕(shi)后,在顯微鏡下(xia)觀察(150~500倍),晶間(jian)腐蝕(shi)深度(du)值不(bu)得(de)超過5μm。
五(wu)、試驗報告
1. 記(ji)錄試樣種類,熱(re)處理制度(du)等(deng);
2. 記錄試(shi)樣(yang)彎曲角度及10倍放大鏡觀察(cha)后,晶間(jian)腐蝕傾向結果;
3. 如果用(yong)金相(xiang)法(fa)判(pan)定時(shi),應記(ji)錄晶間(jian)腐蝕深度(du)值。

