由于不銹鋼在450~850℃溫度區間碳與鉻易在晶界上形成富鉻化合物,發生鉻在晶界附近的貧化,導致貧化區的優先腐蝕,進而使晶粒整體從金屬上脫離,稱為晶間腐蝕。
不銹鋼晶間腐蝕的測試和評價方法有多種,從原理上看,晶間腐蝕的各種試驗方法都是通過選擇適當的浸蝕劑和浸蝕條件對晶界區進行加速選擇性腐蝕,通常可以用化學浸蝕和電化學方法來實現,各種方法的評價指標和分析的側重點不同。
化學浸蝕法是最早用于檢測不銹鋼或鎳(nie)基(ji)合金晶間腐蝕敏感性的實驗方法,現已比較成熟,許多國家都已標準化,如美國的ASTM A262、日本的JISG0571-0575、我國的GB/T 4334等。上述標準對晶間腐蝕試驗的具體方法作了詳細的論述,主要方法有:硫酸-硫酸銅-銅屑法、沸騰硝酸法、硝酸-氟化物法、硫酸-硫酸鐵法等。隨著我國不銹鋼的發展,不銹鋼產品相關標準也迅猛發展。針對我國的國情,近年來我國相繼發布了《金屬和合金的腐蝕低鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》(GB/T 31935-2015),《金屬和合金的腐蝕高鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》(GB/T 32571-2016)等標準,低鉻鐵素體不銹鋼腐蝕試驗標準還被采納作為ISO標準(ISO 3651-3),為我國和世界的鐵素體不銹鋼發展起到了重要作用。另外,近年我國在GB/T4334-2008的基礎上,建立了涵蓋奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼的《金屬和合金的腐蝕奧氏體及鐵素體-奧氏體(雙相)不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》(GB/T 4334-2020)。
我(wo)國(guo)在不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)晶(jing)間腐(fu)蝕機理研(yan)究(jiu)和(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)開(kai)發方(fang)面也作出(chu)了自己(ji)的貢獻。以尿(niao)(niao)素(su)(su)用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)為例,我(wo)國(guo)從20世紀70年(nian)代開(kai)始實施尿(niao)(niao)素(su)(su)用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)國(guo)產化(hua),針對(dui)CO2氣提(ti)法尿(niao)(niao)素(su)(su)生(sheng)產裝置的高壓(ya)設備用(yong)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的晶(jing)間腐(fu)蝕問題開(kai)展了創新性研(yan)究(jiu)。1975年(nian)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)研(yan)究(jiu)總院(yuan)岡毅(yi)民(min)教授首(shou)次在我(wo)國(guo)提(ti)出(chu)了非敏態晶(jing)間腐(fu)蝕,并在1983年(nian)中國(guo)腐(fu)蝕與防護學會(hui)化(hua)工過程委員(yuan)會(hui)南寧學術(shu)交流會(hui)上引起熱議,該(gai)現(xian)象也在1984年(nian)被日(ri)本松本桂(gui)一所發現(xian)。我(wo)國(guo)尿(niao)(niao)素(su)(su)工業生(sheng)產專(zhuan)用(yong)尿(niao)(niao)素(su)(su)級U系列奧氏體不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)于1987年(nian)進(jin)行技術(shu)鑒(jian)定,1989年(nian)獲(huo)國(guo)家科技進(jin)步(bu)獎(jiang),通過完(wan)成(cheng)氣提(ti)管國(guo)產化(hua)和(he)尿(niao)(niao)素(su)(su)合成(cheng)塔采用(yong)U2板材(cai)貼襯修復等任務,推動(dong)了我(wo)國(guo)尿(niao)(niao)素(su)(su)用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的發展。
晶間腐(fu)蝕(shi)性能檢(jian)測:將試(shi)樣(yang)放(fang)入腐(fu)蝕(shi)液(ye)體(ti)中加熱,并保(bao)持標準(zhun)規定的(de)(de)時(shi)間,取出樣(yang)品后(hou)測量試(shi)樣(yang)的(de)(de)質量損(sun)失(shi)或檢(jian)測樣(yang)品晶界有無(wu)腐(fu)蝕(shi)傾(qing)向,具體(ti)見《金(jin)屬和合金(jin)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)不(bu)銹鋼晶間腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)方法(fa)》(GB/T 4334-2008)。
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