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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部間化學成分的差異以及晶界雜質或內應力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結合，大大降低金屬的機械強度。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，但晶粒間結合力顯著減弱，力學性能惡化, 不能經(jīng)受敲擊，因此是一種很危險的腐蝕。

2、不銹鋼晶間腐蝕試驗方法有哪些？

晶間腐蝕試驗是指在特定介質條件下檢驗金屬材料晶間腐蝕敏感性的加速金屬腐蝕試驗方法，目的是了解材料的化學成分、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極極化曲線特定區(qū)間的各種試驗溶液，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根據(jù)試驗溶液、試驗周期、試驗過程的不同，可分為A法、B法、C法、D法、E法等。

不銹鋼晶間腐蝕A法--10%草酸浸蝕試驗方法。適用于奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的篩選試驗，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，以判定是否需要進行方法B、方法C、方法D、方法E等長時間熱酸試驗。

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

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-氫氟酸腐蝕試驗方法。適用于檢驗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，同基準試樣腐蝕速率的比值來判定晶間腐蝕傾向。

不銹鋼晶間腐蝕E法--硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法。適用于檢驗奧氏體、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-硫酸銅腐蝕試驗和5%硫酸腐蝕試驗。

3、不銹鋼晶間腐蝕試驗標準有哪些？

不銹鋼晶間腐蝕試驗涉及到的試驗標準有：

GB/T 4334-2008金屬和合金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕試驗方法

JIS G0571:2003不銹鋼用草酸劑侵蝕試驗方法

ASTM A262-15奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測標準方法

ASTM A763-93（2004） 鐵素體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測

JIS G0572:1999不銹鋼硫酸鐵-硫酸腐蝕試驗方法

GB/T 21433-2008不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗

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

JIS G0573:1999 不銹鋼的65%硝酸腐蝕試驗方法

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

JIS G0575:1999不銹鋼的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法

CB/T 3949-2001船用不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕試驗方法

GB/T 4334.6-2015不銹鋼5%硫酸腐蝕試驗方法

JIS G0591:2000 不銹鋼的硫酸腐蝕試驗方法

4、防止和控制晶間腐蝕的措施

根據(jù)腐蝕機理，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)，防止晶間腐蝕的產生。一般強度不高，受力不大，要求塑性好的零件，從經(jīng)濟角度出發(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)過敏化溫度時，(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生晶間腐蝕的傾向。如1Cr18Ni9T1、 1Cr18Ni9Nb等鋼，可在500-700 ℃范圍內工作，不會有晶間腐蝕傾向。

（3） 重新進行固溶處理，當對奧氏體不銹鋼進行電焊時，電弧熔池的溫度高達1300℃以上，焊縫兩側溫度隨距離的增加而下降，其中存在敏化溫度區(qū)。應盡量避免奧氏體不銹鋼在敏化溫度范圍內受熱和緩慢冷卻，若發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕傾向，一般對非穩(wěn)定化的不銹鋼多加熱到1000~1120 ℃，保溫按每毫米1~2分鐘計，然后急冷；對穩(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，否則碳化鉻會重新沿晶界析出。

（4）選用正確的焊接方法焊接時，如果操作不熟述或焊接材料過厚，焊接時間越長則停留在敏化溫度區(qū)的機會愈多，結果使焊縫兩側的母材產生對晶間腐蝕的敏感性。為了減輕焊接接頭的敏感性，焊接中應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，

因而焊接和焊補應當采用氬弧焊。對于焊接件應選用超低碳不銹鋼或含Ti、Nb穩(wěn)定化元素的不銹鋼，對于焊條應選用超低碳焊條或合Nb的焊條。采用氬弧焊焊接時，為避免焊接接頭過熱，操作要快，焊后要快速冷卻，盡量減少焊縫兩側母材在敏化溫度范圍停留的時間。