一、晶間腐蝕
晶間腐蝕是指沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。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,不能經受敲擊,所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工業的一個重大問題。晶間腐蝕是局部腐蝕的一種。
二、產生條件
有第二相沿晶界析出,金屬或合金中含有雜質、晶界與晶粒內化學成分的差異,在適宜的介質中形成原電池腐蝕以及存在特定的介質等。
三、機 理
主要有貧化理論、晶間б相析出理論和晶界吸附理論。
1)貧化理論:晶間腐蝕是由于晶界析出第二相,造成晶界某一成分的貧乏化。晶界鈍態受到破壞,在晶界析出的碳化鉻周圍貧鉻區成為活化的陽極區,而碳化鉻和晶粒處于鈍態,成為鈍化的陰極區,在腐蝕介質中構成活化—鈍化微電池。該電池具有大陰極—小陽極的面積比,加速了晶界區的腐蝕。
2)晶間б相析出理論:對于低碳和超低碳鋼,不存在因碳化物在晶界析出引起貧鉻條件。而超低碳不銹鋼, 特別是含高 Cr(>20%)、Mo不銹鋼在 650~850℃內熱處理,易引起б相(FeCr 金屬間化合物)在晶間沉淀析出而產生晶間腐蝕。
3)晶界吸附理論:相關實驗表明,當固溶體中P達到100ppm或 Si在1000~2000ppm時,它們在高溫區會被晶界吸附,并偏析在晶界上。這些雜質在強氧化劑介質作用下便發生溶解,導致晶界選擇性的晶間腐蝕。
四、影響因素
1)腐蝕介質:在酸性介質中,不銹鋼產生晶間腐蝕比較嚴重。
2)溫度:由于 450~850℃為敏化溫度, 所以在加熱過程特別是在焊接時,應盡量避免敏化溫度區。
3)冷卻速度:不銹鋼在加熱或冷卻過程中, 在敏化溫度區停留時間越短,發生晶間腐蝕的幾率越小。
4)含碳量的影響:碳元素對不銹鋼的晶間腐蝕起著關鍵性的作用。當碳含量較小時,就沒有足夠的碳析出與鉻結合,當碳含量高于0. 08wt%時,析出的碳逐漸增多,在晶界處形成的碳化鉻也隨之增加,從而就產生了貧鉻區,造成了晶間腐蝕。
5)組織結構的影響:在奧氏體不銹鋼的相結構中, 如果僅僅是單相奧氏體時,抗晶間腐蝕性能較差。奧氏體-鐵素體的雙相組織抗晶間腐蝕的能力較好。 6)合金元素的影響:添加一些與碳結合能力大于鉻的元素就可以提高抗晶間腐 蝕的能力。
五、控制方法
一般采用降低或消除有害雜質、加入穩定化元素(如Ti、Nb)或晶界吸附元素(如B)、適當的熱處理工藝,避免在敏化溫度及時間內停留以及采用雙相鋼等。
六、試驗方法
可分為熱酸浸泡法和電化學方法兩大類。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,是為了了解材料的化學成分、熱處理和加工工藝是否合理。電化學方法具有簡單、快速和易適用于現場等優點,但同時具有實驗結果影響因素眾多和重復性差等缺點,往往用來做材料和工藝篩選,并不作為結果判定依據。
七、相關標準
GB/T 21433-2008 不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗
GBT 4334-2020 金屬和合金的腐蝕 奧氏體及鐵素體-奧氏體(雙相)不銹鋼晶間腐蝕試驗方法
ASTM A262-2014 奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性的檢測規程
ASTM A763-2015 鐵素體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測規程
ASTM G28-2002(R2015)鍛制高鎳鉻軸承合金晶間腐蝕敏感性檢測的標準試驗方法(2015中英文合訂版)
GB/T 15260-2016 金屬和合金的腐蝕 鎳合金晶間腐蝕試驗
GB/T 31935-2015 金屬和合金的腐蝕 低鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗
GB/T 7998-2005 鋁合金晶間腐蝕測定 GB/T 26491-2011 5XXX系鋁合金晶間腐蝕試驗
GB/T 15970.1-1995 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第1部分:試驗方法總則
GB/T 15970.2-2000 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第2部分:彎梁試樣的制備和應用
GB/T 15970.3-1995 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第3部分:U型彎曲試樣的制備
GB/T 15970.4-2000 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第4部分:單軸加載拉伸試樣的制備和應用
GB/T 15970.5-1998 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第5部分:C型環試樣的制備和應用
GB/T 15970.6-2007 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第6部分:恒載荷或恒位移下的預裂紋試樣的制備和應用
GB/T 15970.7-2017 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第7部分:慢應變速率試驗
GB/T 15970.8-2005 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗 第8部分:焊接試樣的制備和應用
GB/T 15970.9-2007金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕試驗,第9部分:漸增式載荷或漸增式位移下的預裂紋試樣的制備和應用
GB/T 20122-2006 金屬和合金的腐蝕 滴落蒸發試驗的應力腐蝕開裂評價
GB/T 24518-2009 金屬和合金的腐蝕 應力腐蝕室外暴露試驗方法
GB/T 25151.2-2010 尿素高壓設備制造檢驗方法 第2部分:尿素級超低碳鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼選擇性腐蝕檢查和金相檢查
GB/T 25151.3-2010 尿素高壓設備制造檢驗 第3部分:尿素級超低碳鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向試驗
GB/T 25151.4-2010 尿素高壓設備制造檢驗 第4部分:尿素級超低碳鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向試驗
HG/T 3173-2002 尿素級超低碳鉻鎳鈅奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向試驗
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JIS G0573-1999 不銹鋼的65%硝酸腐蝕試驗方法(2012修改件1)---日本標準
JIS G0575-1999 不銹鋼的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法(2012修改件1)---日本標準
JIS G0576-2001不銹鋼的應力腐蝕斷裂試驗(2012修改件1)---日本標準
JIS G0577-1981 不銹鋼的點腐蝕電位測定方法---日本標準
晶間腐蝕的檢測費用,一般來說會檢測方法、材料類型、樣品數量和檢測機構的不同而有所差異。實際檢測費用容大檢測,與工程師溝通具體的樣品及檢測項目指標,然后就能獲取詳細報價清單了。容大檢測成立于2008年,是一家專業第三方研究機構,擁有CMA和CNAS雙重資質。秉承“科學,公正、創新、高效”的質量方針,我們服務超過了40000家客戶,在行業內擁有良好的口碑。 我們的檢測專注于金屬耐腐蝕試驗、材料耐腐測試等金屬腐蝕測試。檢測能力涵蓋了金屬成分分析,金屬金相分析、機械性能檢測、硫化氫腐蝕檢測、閥門檢測等。為您提供晶間腐蝕測試服務。
涉及測試:晶間腐蝕
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