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晶间腐蚀 |
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奥氏体钢体焊缝产生晶间腐蚀，也是由于在晶界析出铬的碳化物从而在晶界形成薄的贫铬层引起的。晶间腐蚀倾向与焊接材料有直接关系。当焊接材料含有稳定化元素（如Ti、Nb） 或含碳量大到低碳（ωc≤0.03％）水平时，就不容易产生晶间腐蚀。这主要是由于Ti、Nb等元素与碳的亲和力大于铬与碳的亲和力，因而能取代Cr而与碳形成碳化物，使钢中绝大部分碳固定在这些碳化物中，因此能避免在晶界产生贫铬层。同样，如果焊缝中含碳量很低，也不利于在晶界形成贫铬层。
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。
晶间腐蚀倾向性试验
奥氏体不锈钢使用于可能引起晶间腐蚀的环境时，应按GB4334. 1～GB4334《不锈钢晶间腐蚀试验方法》进行晶间腐蚀倾向性试验。奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验方法的选用及其合格要求应符合下列规定：
（1） 在温度大于等于60 ℃，且浓度大于等于5 %的硝酸中使用的奥氏体不锈钢以及浓硝不锈钢， 应按GB4334. 3《不锈钢65 %硝酸腐蚀试验方法》进行试验，五个周期的平均腐蚀率或三个周期的腐蚀率应不大于0. 6g/ m2 h （或相当于0. 6mm/a） 。试样状态可为使用状态或敏化状态。
（2） 铬镍奥氏体不锈钢（ 如0Cr18Ni10Ti , 0Cr18Ni9 , 00Cr19Ni10 及相类似钢材） : 一般要求：按GB4334. 5《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》，弯曲试验后，试样表面不得有晶间腐蚀裂纹。较高要求：按GB4334. 2《不锈钢硫酸—硫酸铁腐蚀试验方法》，平均腐蚀率应不大于1. 1g/ m2 h 。
（3） 含钼奥氏体不锈钢（如0Cr18Ni12Mo2Ti , 00Cr17Ni14Mo2 及相类似钢材） : 一般要求：按GB4334. 5《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》， 弯曲试验后， 试样表面不得有晶间腐蚀裂纹。较高要求：按GB4334. 4《不锈钢硝酸—氢酸腐蚀试验方法》， 腐蚀度比值不大于1. 5。也可按GB4334. 2《硫酸—硫酸铁试验方法》， 平均腐蚀率应不大于1. 1g/m2 h 。
（4） 介质有特殊要求时，可进行上述规定以外的晶间腐蚀试验，并规定相应的合格要求。
由于500℃以上碳的扩散速度远大于铬的扩散速度，碳将不断向奥氏体的晶界扩散并与铬化合成Cr23C6,造成奥氏体境界的贫铬。当晶界处的含铬量低于12%时将使焊接接头失去抗腐蚀能力。如在高温腐蚀介质的作用下，接头焊缝组织晶界会发生局部腐蚀(晶间腐蚀)。
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.
