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晶间腐蚀 |
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含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢(即不含钛或铌的0Cr18Ni9不锈钢)，如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间偏析，这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀(敏化作用)，并且造成邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用也可出现在焊接时，在焊接热影响区造成其后的局部腐蚀。
通用的检查不锈钢敏感性的方法是65%硝酸腐蚀试验方法。试验时将钢试样放入沸腾的65%硝酸溶液中连续48h为一个周期，共5个周期，每个周期测定重量损失。一般规定，5个试验周期的平均腐蚀率应不大于0.05mm/月。
固溶态晶间腐蚀则是由于不锈钢晶界Si、P、S等元素的偏析。铬镍奥氏体不锈钢在含Cr6+的HNO3中，在高温、高压尿素生产装置上易出现此种腐蚀形态。（3）防止措施：焊接用途应选择钢中[C]≤0.03%的低碳不锈钢，如00Cr18Ni10(304L)、00Cr18Ni14Mo2（316L）等，但也要防止在敏化温度长期停留，有条件时可选[C]≤0.02%的牌号。
可选各类不锈钢中含稳定化元素Ti、Nb的牌号，如0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb、00Cr17Ti（430LT）、00Cr17Nb（430LN）等。
对易产生固溶态晶间腐蚀的环境，可选用尿素级、硝酸级不锈钢等。除必需的焊接工艺外，在不锈钢生产和用户加工制造过程中，避免不锈钢承受敏化温度。
当钢无论是加热或冷却通过450～850 ℃时，碳便可形成（ Fe 、Cr） 23C6 从奥氏体中析出而分布在晶界上。（ Fe 、Cr） 23C6 的含铬量比奥氏体基体的含铬量高很多， 它的析出自然消耗了晶界附近大量的铬， 而消耗的铬不能从晶粒中通过扩散及时得到补充， 因为铬的扩散速度很慢， 结果晶界附近的含铬量低于钝化的的（即12 %Cr） ,形成贫铬区， 因而钝态受到破坏， 晶界附近区域电位下降， 而晶粒本身仍维持钝态， 电位较高， 晶粒与晶界构成活态———钝态微电偶电池， 电池具有大阴极小阳极的面积比，这样就导致晶界区的腐蚀。
引起晶间腐蚀介质的环境
引起常用奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质， 主要有两类。一类是氧化性或弱氧化性介质，一类是强氧化性介质，如浓硝酸等。常见的是一类，下面列出常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质环境。
3. 1 常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀介质
在G. A. Nelson 编制的“腐蚀数据图表”中列出了常见的引起奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的介质：醋酸，醋酸+ 水杨酸，硝酸铵，硫酸铵，铬酸，硫酸铜，脂肪酸，甲酸，硫酸铁，+ 硫酸铁，乳酸，硝酸，硝酸+ 盐酸，草酸，磷酸，海水，盐雾，硫酸氢钠，次氯酸钠，二氧化硫（湿） ,硫酸，硫酸+ 硫酸铜，硫酸+ 硫酸亚铁， 硫酸+ 甲醇， 硫酸+ 硝酸， 亚硫酸， 酞酸， 氢氧化钠+ 硫化钠。
12Cr12Mo珠光体耐热钢与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接后非常容易发生晶间腐蚀，这种腐蚀的发生主要是与熔合区碳的扩散有关。因为12Cr12Mo珠光体耐热钢中的含碳量比较高，而含碳化物形成元素较少；在熔合区的1Cr18Ni9Ti一侧奥氏体区含碳量很低，这样在较窄的熔合区两侧就形成了含碳量的高低差，假如这个接头在500℃以上的环境中工作时，熔合区就会发生碳的扩散。按照自然规律高碳区向低碳区扩散。导致靠近熔合区的珠光体母材形成脱碳软化层；而靠近熔合区的奥氏体母材形成增碳应化层。
“不锈钢在强氧化性介质中的腐蚀电位处于过钝化电位区。在这种情况下，也能产生晶间腐蚀。此时敏化态的不锈钢不产生晶间腐蚀，而固溶态的不锈钢反而产生晶间腐蚀” 晶界，不论是否存在元素在晶界上的偏析，晶界上的原子的电位和晶内都是不同的。所以，就会有腐蚀速率的差异。
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