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不銹鋼晶間腐蝕最全講解

1、什么是晶間腐蝕？晶間腐蝕的危害？

晶間腐蝕是指沿著金屬晶粒邊界或晶界附近發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象。晶間腐蝕是局部腐蝕的一種，主要由于晶粒表面和內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機(jī)械強(qiáng)度。而且腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤，看不出被破壞的跡象，但晶粒間結(jié)合力顯著減弱，力學(xué)性能惡化, 不能經(jīng)受敲擊，因此是一種很危險(xiǎn)的腐蝕。

2、不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法有哪些？

晶間腐蝕試驗(yàn)是指在特定介質(zhì)條件下檢驗(yàn)金屬材料晶間腐蝕敏感性的加速金屬腐蝕試驗(yàn)方法，目的是了解材料的化學(xué)成分、熱處理和加工工藝是否合理。其原理是采用可使金屬的腐蝕電位處在恒電位陽(yáng)極極化曲線特定區(qū)間的各種試驗(yàn)溶液，利用金屬的晶粒和晶界在該電位區(qū)間腐蝕電流的顯著差異加速顯示晶間腐蝕。

不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)根據(jù)試驗(yàn)溶液、試驗(yàn)周期、試驗(yàn)過(guò)程的不同，可分為A法、B法、C法、D法、E法等。

不銹鋼晶間腐蝕A法--10%草酸浸蝕試驗(yàn)方法。適用于奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的篩選試驗(yàn)，試樣在10%草酸溶液中電解浸蝕后，在顯微鏡下觀察被浸蝕表面的金相組織，以判定是否需要進(jìn)行方法B、方法C、方法D、方法E等長(zhǎng)時(shí)間熱酸試驗(yàn)。

不銹鋼晶間腐蝕B法--硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗(yàn)方法。適用于奧氏體不銹鋼在硫酸-硫酸鐵溶液中煮沸試驗(yàn)后，以腐蝕速率評(píng)定晶間腐蝕傾向。

不銹鋼晶間腐蝕C法--65%硝酸腐蝕方法。適用于將奧氏體不銹鋼在65%硝酸溶液中煮沸后，以腐蝕速率評(píng)定晶間腐蝕傾向。

不銹鋼晶間腐蝕D法--硝酸-氫氟酸腐蝕試驗(yàn)方法。適用于檢驗(yàn)含鉬奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向。用溫度為70℃的10%硝酸和3%氫氟酸溶液中的腐蝕速率，同基準(zhǔn)試樣腐蝕速率的比值來(lái)判定晶間腐蝕傾向。

不銹鋼晶間腐蝕E法--硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)方法。適用于檢驗(yàn)奧氏體、奧氏體-鐵素體不銹鋼在加有銅屑的硫酸-硫酸銅溶液中煮沸試驗(yàn)后，由彎曲或金相判定晶間腐蝕傾向。

此外，不銹鋼晶間腐蝕還包括35%硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)和5%硫酸腐蝕試驗(yàn)。

3、不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)涉及到的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有：

GB/T 4334-2008金屬和合金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法

JIS G0571:2003不銹鋼用草酸劑侵蝕試驗(yàn)方法

ASTM A262-15奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法

ASTM A763-93（2004） 鐵素體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測(cè)

JIS G0572:1999不銹鋼硫酸鐵-硫酸腐蝕試驗(yàn)方法

GB/T 21433-2008不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗(yàn)

ISO 3651-2:1998 不銹鋼耐晶間腐蝕性的測(cè)定 第2部分:鐵素體、奧氏體和鐵素-奧氏體不銹鋼--在含硫酸的介質(zhì)中的腐蝕試驗(yàn)

JIS G0573:1999 不銹鋼的65%硝酸腐蝕試驗(yàn)方法

ISO 3651-1:1998不銹鋼耐晶間腐蝕的測(cè)定.第1部分:奧氏體和鐵素奧氏體不銹鋼--在硝酸介質(zhì)中的質(zhì)量損失的腐蝕試驗(yàn)(晶間腐蝕試驗(yàn))

JIS G0575:1999不銹鋼的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗(yàn)方法

CB/T 3949-2001船用不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕試驗(yàn)方法

GB/T 4334.6-2015不銹鋼5%硫酸腐蝕試驗(yàn)方法

JIS G0591:2000 不銹鋼的硫酸腐蝕試驗(yàn)方法

4、防止和控制晶間腐蝕的措施

根據(jù)腐蝕機(jī)理，防止和控制奧氏體不銹鋼間間腐蝕的措施有以下幾種:

（1）采用超低碳不銹鋼降低碳含量到0.03 %以下，如選用00Cr17Ni14Mo2,使鋼中不形成(Fe、Cr) 23C6不出現(xiàn)貧鉻區(qū)，防止晶間腐蝕的產(chǎn)生。一般強(qiáng)度不高，受力不大，要求塑性好的零件，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，可選用0Cr18Ni9等。

（2） 穩(wěn)定化不斷鋼選用鋼中含鈦和鈮的不銹鋼，(即我們常說(shuō)的穩(wěn)定化不銹鋼)，冶煉鋼材加入一定量的鈦和鈮兩種成分，它們和碳的親和力大，使銅中形成TiC 或NbC，而且TiC或NbC的固溶度又比(Fe、Cr)23C6 小得多，在固溶溫度下幾乎不溶于奧氏體中。這樣，雖然經(jīng)過(guò)敏化溫度時(shí)，(Fe、Cr)23C6不至于大量在晶界上析出，在很大程度上消除了奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向。如1Cr18Ni9T1、 1Cr18Ni9Nb等鋼，可在500-700 ℃范圍內(nèi)工作，不會(huì)有晶間腐蝕傾向。

（3） 重新進(jìn)行固溶處理，當(dāng)對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行電焊時(shí)，電弧熔池的溫度高達(dá)1300℃以上，焊縫兩側(cè)溫度隨距離的增加而下降，其中存在敏化溫度區(qū)。應(yīng)盡量避免奧氏體不銹鋼在敏化溫度范圍內(nèi)受熱和緩慢冷卻，若發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕傾向，一般對(duì)非穩(wěn)定化的不銹鋼多加熱到1000~1120 ℃，保溫按每毫米1~2分鐘計(jì)，然后急冷；對(duì)穩(wěn)定化不銹鋼加熱到950~1050℃為宜。經(jīng)固溶處理后的鋼仍要防止在敏化溫度加熱，否則碳化鉻會(huì)重新沿晶界析出。

（4）選用正確的焊接方法焊接時(shí)，如果操作不熟述或焊接材料過(guò)厚，焊接時(shí)間越長(zhǎng)則停留在敏化溫度區(qū)的機(jī)會(huì)愈多，結(jié)果使焊縫兩側(cè)的母材產(chǎn)生對(duì)晶間腐蝕的敏感性。為了減輕焊接接頭的敏感性，焊接中應(yīng)盡最減小線能量的的輸入。一般氬弧焊要比電弧焊的輸入線能最低，

因而焊接和焊補(bǔ)應(yīng)當(dāng)采用氬弧焊。對(duì)于焊接件應(yīng)選用超低碳不銹鋼或含Ti、Nb穩(wěn)定化元素的不銹鋼，對(duì)于焊條應(yīng)選用超低碳焊條或合Nb的焊條。采用氬弧焊焊接時(shí)，為避免焊接接頭過(guò)熱，操作要快，焊后要快速冷卻，盡量減少焊縫兩側(cè)母材在敏化溫度范圍停留的時(shí)間。