沿著材料晶粒間界先發生腐蝕,使晶粒之間喪失結合力的局部破壞現象稱在線亞洲日產一區二區:晶間腐蝕。
1. 腐蝕特征
金(jin)屬材料發生晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)時(shi)(shi),金(jin)屬外(wai)(wai)形尺寸幾乎不(bu)變(bian),表(biao)(biao)面仍(reng)保持金(jin)屬光澤,但是(shi),用顯(xian)微(wei)鏡觀察時(shi)(shi),可(ke)見晶(jing)粒(li)周界受腐(fu)蝕(shi),甚(shen)至晶(jing)粒(li)脫(tuo)落(luo),腐(fu)蝕(shi)沿晶(jing)界發展。遇有外(wai)(wai)力時(shi)(shi),金(jin)屬表(biao)(biao)面會(hui)出(chu)現裂紋,并(bing)失(shi)去金(jin)屬聲音。
2. 影響(xiang)因素
金屬材料(liao)晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的發(fa)生(sheng)既(ji)取決于(yu)材料(liao),也取決于(yu)介(jie)質(zhi)特征(zheng)。在腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)中(zhong),如(ru)果(guo)材料(liao)晶界區(qu)域和(he)晶粒本(ben)體之間(jian)(jian)(jian)溶解(jie)速度(du)不同,并且晶界溶解(jie)速度(du)快于(yu)晶粒本(ben)體,則(ze)發(fa)生(sheng)晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。對于(yu)不銹鋼,如(ru)果(guo)被敏化了,即在晶界處產生(sheng)貧鉻(ge)區(qu),則(ze)必(bi)定會產生(sheng)晶間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。
另一(yi)方面,不(bu)是所有(you)的(de)情況都(dou)會產(chan)生晶間(jian)腐(fu)蝕,只有(you)介質(zhi)(zhi)能使晶界處呈現活(huo)化(hua),而使晶粒本體產(chan)生鈍化(hua)時,才使敏化(hua)了的(de)不(bu)銹鋼產(chan)生晶間(jian)腐(fu)蝕。大部分(fen)酸介質(zhi)(zhi)、海水、原油等均(jun)易使不(bu)銹鋼產(chan)生晶間(jian)腐(fu)蝕。
為了防(fang)止或(huo)減少不(bu)銹(xiu)鋼(gang)晶間腐(fu)蝕(shi)的發生(sheng)(sheng),應盡量(liang)降低(di)含碳(tan)量(liang),當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的含碳(tan)量(liang)降低(di)到0.03%以下(xia)時,則不(bu)會產(chan)生(sheng)(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)。在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中加(jia)入適量(liang)的穩定化(hua)(hua)元(yuan)素鈦(tai)或(huo)鈮(ni)等,也可有效地防(fang)止晶間腐(fu)蝕(shi)的發生(sheng)(sheng)。因為這些(xie)措施都可以使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)晶界處不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)或(huo)少產(chan)生(sheng)(sheng)鉻的碳(tan)化(hua)(hua)物,從(cong)而(er)在晶界處不(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)貧(pin)鉻區(qu)。
3. 晶間腐蝕(shi)試驗方(fang)法
我(wo)國(guo)目前有5種晶間腐蝕試(shi)驗方法(fa)。
1. GB/T 4334.1《不銹鋼 10%草(cao)酸浸蝕試驗方法(fa)》(又稱C法(fa))
這種試驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)是(shi)檢驗(yan)(yan)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)晶(jing)間腐(fu)蝕的篩選試驗(yan)(yan)方(fang)法(fa)。該標準是(shi)將(jiang)試樣在10%的草酸溶液中電解浸蝕后,在顯微鏡下(xia)觀察被浸蝕表(biao)面的金相組織,根據晶(jing)界形態或凹坑形態分類,來確定金屬(shu)試片的被腐(fu)蝕程(cheng)度,并確定是(shi)否用其他(ta)方(fang)法(fa)進(jin)一步試驗(yan)(yan)。
這種方法(fa)主要(yao)能腐(fu)蝕各種碳化(hua)物,可測定因碳化(hua)鉻析(xi)出(chu)造(zao)成貧(pin)鉻引起的(de)晶間腐(fu)蝕傾向,但不能測定因σ相析(xi)出(chu)而(er)引起的(de)晶間腐(fu)蝕。
2. GB/T 4334.2《不銹鋼 硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法》
這種試(shi)驗(yan)方法是將試(shi)樣在(zai)硫酸(suan)-硫酸(suan)鐵溶液中煮沸后,以腐蝕(shi)(shi)率(lv)來評定(ding)金屬(shu)材料(liao)的晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)傾向。
該標準規定(ding)了試樣(yang)選取條件(jian)和(he)(he)制備方法,規定(ding)了試樣(yang)敏化處理條件(jian),對試驗用設備和(he)(he)儀(yi)器提(ti)出了要求。
這種試驗(yan)方法可檢測出(chu)與(yu)碳化(hua)鉻析出(chu)有關的未經穩定(ding)化(hua)處(chu)理的奧氏體不銹鋼晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)性,也可檢測鋼中(zhong)與(yu)存在可見。相有關的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)性。但(dan)不能檢測含鉬奧氏體不銹鋼因。相引起(qi)的晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)性。
3. GB/T 4334.3《不銹(xiu)鋼 65%硝酸腐蝕試驗方法(fa)(fa)》(又稱X法(fa)(fa))
標準規定(ding)將奧氏體不(bu)銹鋼試樣(yang)在65%硝(xiao)酸(suan)溶液中煮(zhu)沸試驗后(hou),用(yong)腐(fu)蝕(shi)率(lv)評(ping)定(ding)金屬(shu)材料的晶間腐(fu)蝕(shi)傾向。
該標準規定(ding)了(le)腐(fu)(fu)蝕試樣(yang)的(de)選取和制備(bei)方法,根據材料產品的(de)類(lei)別(bie)、厚(hou)度來(lai)確定(ding)試樣(yang)的(de)規格(ge)、尺寸、數(shu)量。規定(ding)了(le)腐(fu)(fu)蝕試樣(yang)應(ying)預(yu)先進(jin)行敏(min)化處(chu)理和敏(min)化處(chu)理的(de)條(tiao)件。提出(chu)了(le)應(ying)采用(yong)的(de)試驗設備(bei)和儀器的(de)要求。
這種試驗方(fang)法能測(ce)出(chu)(chu)奧氏體不銹鋼因碳(tan)化鉻(ge)析(xi)出(chu)(chu)而引起的晶間(jian)腐蝕傾向,但不能測(ce)出(chu)(chu)由σ相引起的晶間(jian)腐蝕傾向。
試樣腐蝕(shi)(shi)試驗后,用腐蝕(shi)(shi)率來評定晶間腐蝕(shi)(shi)傾向程度。腐蝕(shi)(shi)率的計算同(tong)GB/T 4334.2.
4. GB/T 4334.4《不銹鋼(gang) 硝酸-氫氟酸腐(fu)蝕(shi)試驗方法》
這個試驗用于檢驗含鉬奧(ao)氏體不(bu)銹鋼在70℃的(de)(de)10%硝酸-3%氫氟(fu)酸溶液中的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕率(lv)。本試驗是(shi)將(jiang)按(an)標(biao)準(zhun)規定的(de)(de)經固溶化處理,再(zai)經敏化處理的(de)(de)試樣(yang)(yang)與供貨(huo)狀(zhuang)態下的(de)(de)試樣(yang)(yang)在同一(yi)條件下進行晶間腐(fu)(fu)蝕試驗,再(zai)按(an)同一(yi)方法測定各自的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕率(lv)。然后將(jiang)供貨(huo)狀(zhuang)態試樣(yang)(yang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕率(lv)與經固溶并敏化處理試樣(yang)(yang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕率(lv)對比,來評定材料的(de)(de)晶間腐(fu)(fu)蝕傾(qing)向。
該(gai)試驗適用(yong)于含鉬(mu)奧氏體不銹鋼中因碳(tan)化鉻析出(chu)引起(qi)的貧鉻而導(dao)致的材料晶間(jian)腐蝕傾向(xiang),不能(neng)測(ce)定因σ相析出(chu)引起(qi)的品間(jian)腐蝕傾向(xiang)。
試驗后的(de)腐(fu)蝕率計(ji)算方法同GB/T 4334.2.
5. GB/T 4334.5《不銹鋼 硫(liu)酸-硫(liu)酸銅腐蝕試驗(yan)方法(fa)》(又(you)稱T法(fa))
這種晶間腐(fu)蝕(shi)試驗法是(shi)經常采用的一(yi)種方(fang)法。
將試樣(yang)放在(zai)配制好的(de)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶(rong)液中,連續煮沸16小時或更長時間,然后(hou)觀(guan)察(cha)試樣(yang)的(de)腐蝕情(qing)況。
在標準中(zhong)規(gui)定(ding)了試樣(yang)的制取方(fang)法(fa),試樣(yang)的規(gui)格(ge)、尺寸及試驗(yan)設備和(he)儀(yi)器要求。規(gui)定(ding)了溶(rong)液配制方(fang)法(fa)。該試驗(yan)還允許在腐蝕溶(rong)液中(zhong)加(jia)入銅(tong)屑,并(bing)提出相(xiang)關(guan)的要求。
標準還對試(shi)樣(yang)是否先經過敏(min)化處理及不(bu)同(tong)成分奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應采用的敏(min)化條件作出規定。
這種試驗方法適(shi)用于奧(ao)氏體(ti)和奧(ao)氏體(ti)-鐵素體(ti)雙相不銹鋼(gang)。適(shi)用于測(ce)定由于碳化(hua)鉻析出引(yin)起貧鉻而導致的材料(liao)晶間(jian)腐蝕(shi)傾向,但(dan)不能測(ce)定因σ相析出引(yin)起的晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。
對試(shi)樣(yang)(yang)晶間(jian)腐蝕傾向的評定也不(bu)同(tong)于(yu)其(qi)他試(shi)驗方法,它是將(jiang)經(jing)過(guo)腐蝕的試(shi)樣(yang)(yang)按規定彎曲成180°(壓力加工件及焊接(jie)件)或90°(鑄鋼(gang)件),彎曲后,試(shi)樣(yang)(yang)不(bu)出現晶間(jian)腐蝕裂紋為通過(guo)(合格)。還可用(yong)(yong)金相法評定,或用(yong)(yong)試(shi)樣(yang)(yang)落(luo)地是否(fou)失去金屬聲(sheng)音(yin)來判斷(duan)。

