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晶间腐蚀试验

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晶间腐蚀试验

发布时间:2016-11-11   浏览量:4326次

晶间腐蚀( 英文名称:intergranular corrosion;intercrystalline corrosion)

  一种金属,晶界非常活泼,在晶界或邻近区产生局部腐蚀,而晶粒的腐蚀则相对很少,这就是晶间腐蚀晶间腐蚀使金属碎裂(晶粒脱裂),同时使金属丧失强度。晶间腐蚀是由晶界的杂质或晶界区某一合金元素的增多或减少引起的。

  说明:主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合,大大降低金属的机械强度。而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽,看不出被破坏的迹象,但晶粒间结合力显着减弱,力学性能恶化, 不能经受敲击,所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。

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晶间腐蚀特征

  金属与周围介质接触时,发生化学和电化学反应而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,其它各种金属都有转变成离子的趋势,晶粒之间会发生腐蚀。晶粒之间的腐蚀是沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展,它是一种选择性腐蚀,与一般腐蚀不同,腐蚀不是从外表面开始,而是集中发生在金属的晶界区,沿晶界深入金属内部,这种腐蚀使金属在外表面上看不出任何迹象的情况下,丧失其力学性能,金属的强度几乎完全丧失,严重的甚至失去金属声。

晶间腐蚀机理

  最常见的晶间腐蚀多数是在弱氧化性或氧化性介质中发生的。因此,对绝大多数的腐蚀实例都可用贫化理论来解释,溶质贫化理论是人们目前普遍接受的理论。“贫化”是个总称,对不锈钢和钼、铬、镍合金是指贫铬,对铅铜合金是指贫铜。这个理论能解释奥氏体不锈钢的晶间腐蚀,解释回火温度和时间、钢的含碳量、碳化物生成元素的含量,以及保证钢的耐蚀性的合金元素( Cr,Mo,Si)对晶界腐蚀的影响等。

晶间腐蚀试验标准

 

ASTM A 262-2014  GB/T4334-2008  ISO 3651-2:1998  ASTM A763-93(R2009)不锈钢晶间腐蚀试验
ASTM G28-02(2008)煅制高镍铬轴承合金晶间腐蚀敏感性的检查用测试方法 方法A
GB/T21433-2008不锈钢压力容器晶间腐蚀敏感性检验
GB/T 15260-1994镍基合金晶间腐蚀A法
ASTM G28-02(2008)煅制高镍铬轴承合金晶间腐蚀敏感性的检查用测试方法 方法A
GB/T 26491-20115XXX系铝合金晶间腐蚀试验方法 质量损失法
GB/T 7998-2005铝合金晶间腐蚀测定方法
ASTM G110-1992(2009)用浸入氯化钠+过氧化氢溶液的方法评定可热处理铝合金的晶间腐蚀
ASTM G123-2000(2011)评定沸腾酸化氯化钠溶液中镍含量不同的不锈合金应力晶间腐蚀开裂


晶间腐蚀防

 晶间腐蚀的存在,会发展造成断裂,最终会引起设备事故,为防止晶界腐蚀,可以从改变钢的化学成分和改变人处理工艺方面来实施。具体为:

  1、降低碳含量

  降低碳含量,可以减少和避免形成铬的碳化物,降低形成晶间腐蚀的倾向,使钢中含碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度。通常钢中含碳量降至0.03%以下称为“超低碳”不锈钢,可以避免形成铬的碳化物,满足抗晶间腐蚀性能的要求。

  2、添加化学元素

  采取向钢中加入强碳化物形成元素如Ti、Nb等,并经稳定化热处理,由于这些元素与碳的结合力比铬大得多,会形成TiC、NbC等稳定性碳化物,避免了铬的碳化物形成。

  3、调整金属相

  通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例,使其具有奥氏体+铁素体双相组织,其中铁素体占5-12%,这种双相组织可有效防止晶间腐蚀

  4、工艺措施

  采用适当热处理工艺,控制在危险温度区的停留时间,防止过热,施焊时快焊快冷,使碳来不及析出。常见:

  1)固溶处理,将钢加热1050-1150℃后水淬,使铬化物溶于奥氏体中,这种方法只适合不再焊接的奥氏体钢。

  2)稳定化处理,一般在固溶处理后进行,将钢加热到850-880℃保温后空冷,此时Cr的碳化物完全溶解,脱离钛的碳化物不完全溶解,且在冷却过程中充分析出,使碳不可能再形成铬的碳化物,因而有效地消除了晶间腐蚀。

  3)铁素体不锈钢的敏化温度在900℃以上,而在700-800℃退火即可以消除晶间腐蚀倾向。

  4)去应力处理。一般加热到300-350℃回火。对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢,加热温度不超过450℃,以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和含Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件,需在500-950℃,加热,然后缓冷,消除应力,可以减轻晶间腐蚀倾向

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