不锈(xiu)钢(gang)晶(jing)间腐(fu)蚀

2023-06-27 17:34:26 正佳不锈(xiu)钢

不(bu)锈钢晶间腐蚀(shi)是(shi)一(yi)种(zhong)常见(jian)的局(ju)部腐(fu)蚀，沿(yan)着金(jin)属或(huo)合(he)金晶(jing)粒鸿(hong)沟(gou)或它(ta)的接近区(qu)域(yu)展开(kai)腐(fu)蚀，而(er)晶(jing)粒腐(fu)蚀很纤细，这种腐(fu)蚀便(bian)称(cheng)为晶间(jian)腐蚀(shi)，这(zhe)种腐蚀(shi)使(shi)晶(jing)粒(li)间(jian)的(de)结合(he)力大(da)大削弱(ruo)。严(yan)重(zhong)的(de)话(hua)可(ke)使(shi)不(bu)锈(xiu)钢(gang)失(shi)掉(diao)强度和延展性，在(zai)正(zheng)常载荷下碎(sui)裂(lie)。现(xian)代(dai)晶间腐(fu)蚀(shi)理论主要有(you)贫铬(ge)理(li)论(lun)和晶(jing)界(jie)杂(za)质选(xuan)择(ze)溶(rong)解理论。

依据贫铬(ge)理(li)论(lun)说明(ming)，常用的(de)奥氏(shi)体不锈钢(gang)在(zai)氧化(hua)性(xing)或(huo)弱氧化(hua)性(xing)介质(zhi)中(zhong)，之(zhi)所(suo)以发(fa)生(sheng)晶(jing)间(jian)腐(fu)蚀(shi)，八成(cheng)是由于加(jia)工或(huo)运用(yong)时受热(re)不当引起(qi)的。所谓(wei)受(shou)热不当(dang)是指钢(gang)受热或(huo)缓(huan)慢(man)冷却经(jing)过(guo)450～850 ℃温(wen)度(du)，钢(gang)就会对晶间腐(fu)蚀(shi)发生敏(min)感性(xing)。所以这个(ge)温度(du)是奥(ao)氏体(ti)不锈钢运用(yong)的危险(xian)温度(du)。

不锈钢(gang)材料在出厂时已(yi)做(zuo)固溶处(chu)理，就(jiu)是把钢加热至1050～1150 ℃后进(jin)行淬(cui)火，目(mu)的是(shi)获得均相(xiang)固(gu)溶(rong)体(ti)。奥(ao)氏(shi)体(ti)钢(gang)中含有少量碳，碳(tan)在奥氏(shi)体中的(de)固溶度(du)是随温度(du)下降(jiang)而(er)减小(xiao)的。如(ru)0Cr18Ni9Ti，在(zai)1100 ℃时，碳的固溶度约(yue)为0.2%，在(zai)500～700℃时，约为(wei)0.02%。所以经(jing)固溶(rong)处理的(de)钢，碳(tan)是(shi)过(guo)饱(bao)和的。

当(dang)不(bu)锈(xiu)钢无论是(shi)加热或冷却(que)经过(guo)450～850℃时，碳(tan)便可(ke)构(gou)成(cheng)（Fe 、Cr）23C6 从(cong)奥氏(shi)体中分出而分(fen)布在晶(jing)界上(shang)。（Fe、Cr）23C6的(de)含(han)铬量比奥(ao)氏体(ti)基(ji)体(ti)的(de)含(han)铬量高许(xu)多，它耗(hao)费了晶(jing)界(jie)附(fu)近(jin)很(hen)多(duo)的(de)铬(ge)，而(er)耗费的(de)铬不能(neng)从(cong)晶粒(li)中经过涣散及时得(de)到(dao)补偿。

由于(yu)铬(ge)的(de)涣(huan)散速(su)度(du)很慢(man)，作(zuo)用晶(jing)界(jie)附(fu)近的含铬量低于钝(dun)化有(you)必要(yao)的(de)定量(liang)（即(ji)12 %Cr），构成贫(pin)铬区，因而(er)钝(dun)态受(shou)到破坏。晶界(jie)附(fu)近区(qu)域电位下降(jiang)，而(er)晶粒本(ben)身(shen)仍坚持钝(dun)态，电(dian)位(wei)较高(gao)，晶粒(li)与(yu)晶(jing)界构成(cheng)活(huo)态———钝(dun)态(tai)微电偶(ou)电池(chi)，电池具(ju)有大阴极(ji)、小(xiao)阳极(ji)的(de)面(mian)积(ji)比，这(zhe)样就(jiu)导致(zhi)晶界(jie)区的不锈(xiu)钢(gang)腐(fu)蚀(shi)。

在生产实践(jian)中，我们还了解到(dao)奥(ao)氏(shi)体不锈钢在强(qiang)氧(yang)化性介质（如浓硝酸）中(zhong)也能(neng)发生(sheng)晶间腐蚀(shi)，但腐(fu)蚀情况和在氧化(hua)性或(huo)弱氧(yang)化(hua)性(xing)介质中的情(qing)况(kuang)不(bu)同(tong)。一般(ban)发(fa)生(sheng)在经过固溶处理的钢上，经(jing)过(guo)敏(min)化(hua)处(chu)理的(de)钢(gang)一(yi)般不(bu)发(fa)生。

当(dang)固溶体(ti)中(zhong)含(han)有磷(lin)这(zhe)种(zhong)杂(za)质达(da)100ppm 时(shi)或硅杂(za)质为(wei)1000-2000ppm时，它(ta)们(men)便会(hui)偏析(xi)在(zai)晶(jing)界上(shang)。这些(xie)杂(za)质在强(qiang)氧(yang)化性(xing)介质作用下(xia)便发(fa)生(sheng)溶(rong)解，导致(zhi)晶间(jian)腐(fu)蚀(shi)。而钢经(jing)敏(min)化处(chu)理时(shi)，由(you)于碳(tan)能(neng)够和(he)磷生成(cheng)（MP）23C6，或由(you)于(yu)碳的(de)首(shou)要(yao)偏(pian)析(xi)约束(shu)了磷向晶界涣散(san)，这两种(zhong)情况都会革(ge)除或(huo)减(jian)轻杂(za)质在晶界(jie)的偏析(xi)，就消除或(huo)削(xue)弱了钢对(dui)晶(jing)间(jian)腐(fu)蚀的敏(min)感(gan)性。

上述(shu)两种说(shuo)明(ming)晶(jing)间(jian)腐(fu)蚀(shi)机理(li)的理论各(ge)自适用于(yu)必定(ding)合(he)金的(de)组(zu)织(zhi)情况和必定的介(jie)质(zhi)，不(bu)是彼此(ci)排挤(ji)而是(shi)彼此补偿(chang)的。生(sheng)产(chan)实(shi)践(jian)中最(zui)常见(jian)的(de)不(bu)锈(xiu)钢(gang)的(de)晶(jing)间(jian)腐蚀多数是(shi)在(zai)弱氧(yang)化(hua)性或(huo)氧(yang)化(hua)性介质(zhi)中发(fa)生的，因(yin)而(er)绝大多(duo)数的腐蚀(shi)实(shi)例(li)都(dou)能(neng)够用(yong)贫铬(ge)理论来(lai)说(shuo)明(ming)。