晶(jing)间(jian)腐蚀会降(jiang)低(di)不(bu)锈钢(gang)制(zhi)品管(guan)的(de)强度,严(yan)重时(shi)可(ke)使其机械(xie)强度完(wan)全丧(sang)失(shi),材(cai)料产生晶间(jian)腐(fu)蚀(shi)后,外(wai)观(guan)上(shang)没有(you)什么(me)明(ming)显变化,但(dan)强(qiang)度(du)已(yi)完(wan)全(quan)丧失(shi),要采取(qu)有效(xiao)防护(hu)措施,防(fang)止晶间(jian)腐(fu)蚀。做好这(zhe)几(ji)点(dian),可以防止(zhi)不锈钢制品(pin)管产生晶间(jian)腐(fu)蚀(shi)。
为防(fang)止(zhi)晶(jing)界(jie)腐(fu)蚀(shi),可以从(cong)改变(bian)钢(gang)的化学(xue)成分(fen)和(he)改(gai)变(bian)热处理(li)工(gong)艺方(fang)面(mian)来(lai)实施(shi),一是通过提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)的纯(chun)度,去除碳、氮(dan)、磷(lin)和(he)硅(gui)等(deng)有害(hai)微(wei)量(liang)元素(su)或加入(ru)少量(liang)稳定化(hua)元素(su)(钛(tai)、铌),以控制晶(jing)界上析出的(de)碳化(hua)物;二是(shi)采用适(shi)当(dang)的(de)热(re)处(chu)理工(gong)艺和适当(dang)的(de)加工工(gong)艺,以防止(zhi)晶(jing)间腐(fu)蚀的(de)产(chan)生。

1.不(bu)锈(xiu)钢(gang)制(zhi)品(pin)管含碳量越高(gao),晶(jing)间腐蚀倾向性(xing)越(yue)大,降(jiang)低(di)钢(gang)中(zhong)的(de)含(han)碳(tan)量(liang),可(ke)以减少和避免形(xing)成(cheng)铬的碳(tan)化(hua)物,降低形成晶界(jie)腐蚀(shi)的倾向(xiang),使钢(gang)中(zhong)含(han)碳量(liang)低于(yu)平衡状(zhuang)态(tai)下在(zai)奥氏体(ti)内的饱和(he)溶解度,即从根本(ben)上解(jie)决了(le)铬的碳化物(Cr23C6)在(zai)晶(jing)界(jie)上(shang)析(xi)出(chu)的问题(ti)。通常(chang)钢中含碳(tan)量(liang)降至0.03%以下(xia)称为(wei)“超(chao)低碳”不锈钢,就(jiu)可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)铬的碳(tan)化物生成(cheng),即(ji)可满(man)足(zu)抗(kang)晶(jing)间腐(fu)蚀性(xing)能的要(yao)求。减少(shao)焊缝中的含碳量,可以减(jian)少和避免形成铬的(de)碳化物;调整焊缝的化学成(cheng)分(fen),加(jia)入稳定(ding)化(hua)元(yuan)素以(yi)减少形成碳化物(wu)的(de)可能性,都可(ke)以(yi)降(jiang)低形(xing)成(cheng)晶(jing)界腐蚀的(de)倾(qing)向(xiang)。
2.调整金属的(de)化学成(cheng)分,改(gai)变(bian)析出碳(tan)化(hua)物(wu)类(lei)型(xing),可减少(shao)形成(cheng)碳化(hua)铬的(de)可(ke)能性。采取(qu)向钢中加(jia)入强(qiang)碳化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元素(su)如Ti、Nb等(deng),并(bing)经稳(wen)定化热(re)处理(li),由(you)于这些元素与(yu)碳的(de)结(jie)合力(li)比铬大得多(duo),只会形(xing)成(cheng)TiC、NbC等(deng)稳定型碳(tan)化物(wu),不(bu)会再(zai)出现(xian)Cr23C6。且(qie)TiC、NbC在1050℃以下(xia)不溶于(yu)奥(ao)氏体(ti),即(ji)排除了在低(di)温(wen)形成Cr23C6可能,也就(jiu)消(xiao)除(chu)了(le)由(you)Cr23C6析(xi)出所造(zao)成的晶(jing)间(jian)腐蚀。含(han)有(you)Ti、Nb的钢称(cheng)为(wei)稳(wen)定性(xing)钢,它(ta)们(men)在钢(gang)中(zhong)的含(han)量(liang)为0.8%≤Ti≤5%(C 0.02%);1.0%≤Nb≤10%(C 0.02%)。式(shi)中(zhong),C是(shi)钢的总碳(tan)量,0.02%指可溶于奥(ao)氏体(ti)中(zhong)而(er)不形成(cheng)碳化物的(de)那(na)一部(bu)分碳(tan)。
3.通过调(diao)整钢(gang)中(zhong)奥(ao)氏(shi)体形成(cheng)元(yuan)素(su)与(yu)铁(tie)素体(ti)形成(cheng)元素(su)的(de)比(bi)例,使(shi)其具(ju)有(you)奥(ao)氏体(ti)+铁素体(ti)双相组(zu)织(zhi),其(qi)中(zhong)铁素(su)体占(zhan)5%~12%。这种双相组织(zhi)可(ke)有(you)效防(fang)止(zhi)晶间(jian)腐(fu)蚀。
当(dang)钢为γ+δ复相(xiang)组(zu)织时,钢(gang)在(zai)450~850℃受热,则Cr23C6碳(tan)化物(wu)首(shou)先(xian)在γ/δ相界(jie)处δ铁(tie)素体(ti)一(yi)侧析(xi)出,且(qie)呈分散(san)的点状,就减少(shao)了(le)在奥(ao)氏体(ti)晶界(jie)析出(chu)的Cr23C6的(de)量。同时(shi)铬在δ铁(tie)素体(ti)中(zhong)的扩散系数比(bi)在(zai)奥(ao)氏(shi)体中的扩散(san)系(xi)数(shu)大(da)103倍,不会(hui)使在(zai)δ铁素(su)体(ti)内(nei)的Cr23C6析出(chu)的周(zhou)围(wei)形(xing)成(cheng)贫(pin)铬区,这就(jiu)降(jiang)低(di)了晶(jing)间腐(fu)蚀的(de)倾向。另外(wai),把钢预(yu)先(xian)进行(xing)冷变形,可使(shi)Cr23C6沿滑移带(dai)析(xi)出,使(shi)奥(ao)氏(shi)体晶界(jie)析(xi)出(chu)的Cr23C6的量减(jian)少,也(ye)降(jiang)低了(le)产生晶间(jian)腐蚀(shi)的倾(qing)向。
4.工(gong)艺措施,控制在(zai)危险温(wen)度(du)区(qu)的停留(liu)时间,防止过(guo)热(re),施焊时快(kuai)焊快(kuai)冷,使碳来(lai)不(bu)及析出。
采用(yong)适(shi)当热处(chu)理工(gong)艺。不(bu)锈(xiu)钢(gang)制品管常(chang)用的(de)热处(chu)理工艺有(you):
①固(gu)溶(rong)处(chu)理,将钢加热(re)到(dao)1050~1150℃后水(shui)淬,主要(yao)目的(de)是(shi)使(shi)Cr23C6溶于(yu)奥(ao)氏(shi)体(ti)中(zhong),然(ran)后(hou)快(kuai)速(su)冷(leng)却(que),并(bing)将(jiang)此状(zhuang)态保持(chi)到(dao)室温(wen),这(zhe)样(yang)钢(gang)的(de)耐(nai)蚀(shi)性会有很(hen)大改(gai)善(shan),对于(yu)薄壁件可采用(yong)空(kong)冷(leng),一般(ban)情况(kuang)采(cai)用水(shui)冷,这种(zhong)方法只适(shi)用于不(bu)再(zai)焊(han)接(jie)的不(bu)锈钢制品(pin)管(guan)。
②稳(wen)定(ding)化(hua)处(chu)理,一般(ban)在(zai)固溶处(chu)理(li)后(hou)进(jin)行(xing),常(chang)用(yong)于含Ti、Nb的(de)18-8钢(gang)。固(gu)溶(rong)处理后,将(jiang)钢(gang)加热(re)到850~880℃保温(wen)后空冷(leng),此时(shi)Cr的(de)碳(tan)化物(wu)完全溶(rong)解,脱离钛(tai)的碳(tan)化(hua)物(wu)不(bu)完全(quan)溶解(jie),且在(zai)冷却过程中(zhong)充(chong)分(fen)析出,使碳(tan)不(bu)可(ke)能再形(xing)成(cheng)铬(ge)的(de)碳化(hua)物(wu),因(yin)而(er)有(you)效地消(xiao)除(chu)了(le)晶(jing)间腐蚀(shi)。
③铁(tie)素体(ti)不锈(xiu)钢(gang)的敏化(hua)温度(du)在900℃以(yi)上,而在(zai)700~800℃退(tui)火(huo)即可(ke)以(yi)消(xiao)除晶间(jian)腐蚀倾(qing)向。
④去应(ying)力(li)处理。去应力(li)处(chu)理是消(xiao)除钢(gang)在冷加工或(huo)焊接后的残(can)余应力的(de)热处理(li)工(gong)艺(yi),一(yi)般(ban)加热(re)到(dao)300~350℃回(hui)火(huo)。对于(yu)不含稳定(ding)化元(yuan)素(su)Ti、Nb的钢(gang),加热温(wen)度(du)不(bu)超(chao)过450℃,以(yi)免(mian)析(xi)出铬的碳化(hua)物(wu)而引起(qi)晶间腐蚀。对(dui)于(yu)超(chao)低碳和含Ti、Nb不(bu)锈钢(gang)的冷加(jia)工(gong)件(jian)和(he)焊(han)接件(jian),需在(zai)500~950℃,加(jia)热(re),然(ran)后缓冷(leng),消除(chu)应力(消(xiao)除焊接(jie)应(ying)力(li)取上(shang)限(xian)温(wen)度),可(ke)以减(jian)轻(qing)晶间腐蚀(shi)倾(qing)向,并(bing)提高(gao)钢(gang)的应(ying)力腐蚀抗(kang)力(li)。
综(zong)上(shang)所(suo)述,做(zuo)好(hao)这(zhe)几(ji)点(dian),可(ke)以防止
不(bu)锈钢制品管产(chan)生晶间(jian)腐蚀(shi)。要(yao)正(zheng)确地(di)选择(ze)对应(ying)的(de)不锈(xiu)钢材料和热(re)处理(li)工艺(yi),可(ke)有效(xiao)地防止晶间腐(fu)蚀的(de)产生。
参考(kao)资料:王建(jian)—晶(jing)间(jian)腐蚀的危害(hai)及原(yuan)因分析