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晶间腐蚀 |
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晶间腐蚀是局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。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，但晶粒间结合力显著减弱，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。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工业的一个重大问题。
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。
450~850℃称为发生晶间腐蚀的 “敏化温度区”，其中特别650℃ 为严重。产品焊接的时候，焊缝两侧热影响区（HAZ）处于敏化温度区易发生晶间腐蚀， 焊缝在冷却过程中其温度也要穿过敏化温度区，也会产生晶间腐蚀。
防止晶间腐蚀的措施有:
1调整焊缝的化学成份，加入稳定化元素或减少形成碳化铬的可能性，如加入钛Ti或铌Nb等。
2减少焊接试样焊缝中的含碳量，可以减少和避免形成铬的碳化物，从而降低形成晶界腐蚀的倾向，含碳量在0.03%以下，称为“低碳”不锈钢，就可以避免铬的碳化物生成。
3工艺措施，控制在敏化温度区的停留时间，防止过热，快焊快冷，使碳来不及析出。
奥氏体不锈钢中晶间腐蚀的影响因素。
防止晶间腐蚀的方法，一是降低钢种碳的质量分数（0.03%）,使钢中不形成碳化物，二是给钢中加入能形成稳定碳化物的元素如钛Ti或铌Nb等，使钢中形成TiC/NbC,而不形成铬的碳化物，以奥氏体中的铬含量。
18-8型不锈钢属于奥氏体型钢,此种金属材料具有很强的抗化学腐蚀性能,在石油化工,航空航天和航海等领域得到广泛使用.但是,在一定条件下,此种金属材料会产生晶间腐蚀现象. 晶间腐蚀固溶体间隙化合物
腐蚀是金属制件经常发生的一种现象. 化学腐蚀过程没有电流产生,电化学腐蚀和晶 间腐蚀过程伴有电流产生.一般情况下,金属 基体中含Cr量达l1.7%的含Cr不锈钢就能 在阳极(负极)区域基体表面上形成一层富Crt 的氧化物保护膜,这层保护膜阻碍阳极区域的反应,同时增加阳极电位致使基体电化学腐蚀减缓.如果含Cr量增加,热处理后获得单一金相组织,基本会阻止电化学腐蚀.在18—8 型不锈钢中,含Cr量为18%,远远大于 l1.7%,因此具有很强的抗化学腐蚀和电化学 腐蚀性能.晶间腐蚀是由于金属贫铬现象产 生的,其结果使晶粒间丧失结合力,以致材料的强度几乎完全消失,有着严重的破坏现象.
碳化铬沉淀引起的晶间腐蚀 不锈钢中含有0.08-0.12%的碳,碳与铬 形成复杂的不稳定的间隙碳化物Cr23C6分子呈正交晶格结构,此种碳化物与铁的亲和力 较强,形成(Cr,Fe)23C6,在高温时,溶于具有 体心立方晶格的相中,温度愈高,则碳化物溶解的愈多.这种状态在冷却方法保存在室温时,形成过饱和固溶体,但在缓慢冷却过程中,碳化物为了保持平衡,会从固溶体中析出.过饱和固溶体是不稳定的,在敏化处理 温度(400-850℃)再加热时,碳化物沿晶粒间界要析出,因此钢产生晶间腐蚀趋势.当温度73o0C时,晶间的碳化铬是孤立的颗粒,晶间腐蚀趋势小;低于650.C时,晶间的碳 化铬在晶界面上形成连续的片状,晶间腐蚀趋势增大.
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