奧氏體不銹鋼晶間腐蝕測(cè)試方法

不銹鋼合金化原理

不銹鋼是指能耐大氣、水、含有酸、堿、鹽的溶液以及其它腐蝕介質(zhì)的侵蝕，具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的鋼種系列。(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕)

(1)使鋼的表面形成致密的保護(hù)膜，以防止周?chē)橘|(zhì)與鋼的基體發(fā)生作用，從而提高其抗氧化性。加入合金元素鉻、硅、鋁等，高溫下鋼的表面可生成Cr2O3，Al2O3，SiO2等致密的氧化膜(又稱(chēng)鈍化膜)，使金屬內(nèi)部不再進(jìn)一步腐蝕。

(2)加入合金元素，提高鋼基體的電極電位，從而提高鋼的抗電化學(xué)腐蝕能力。一般往鋼中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高其電極電位。不銹鋼中Cr的含量不低于12%

奧氏體不銹鋼晶間腐蝕原理

奧氏體不銹鋼是克服馬氏體不銹鋼耐蝕性不足和鐵素體不銹鋼脆性過(guò)大而發(fā)展起來(lái)的?；境煞譃閘8%Cr、8%Ni簡(jiǎn)稱(chēng)18-8鋼。其特點(diǎn)是含碳量低于0.1%，利用Cr、Ni配合獲得單相奧氏體組織。

C在奧氏體中溶解度0.02%～0.03%

450-800℃敏化處理

鉻的擴(kuò)散速度較小，來(lái)不及向晶界擴(kuò)散

硫酸-硫酸銅試驗(yàn)原理

不銹鋼在硫酸-硫酸銅試樣中的腐蝕電位在+0.3~+0.58V范圍內(nèi)(相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極)，在此電位范圍內(nèi)，晶粒表面的腐蝕速度最小，而貧鉻區(qū)的腐蝕速度很大。如果敏化嚴(yán)重，例如鉻量為7.5%(重量)時(shí)，貧鉻區(qū)將被腐蝕，腐蝕速度大于105μA/cm2 .這樣大的腐蝕速度差，將會(huì)引起嚴(yán)重的晶間腐蝕。大部分的晶粒因晶間腐蝕變得像沒(méi)有粘接的磚砌結(jié)構(gòu)一樣。電阻，機(jī)械性能卻發(fā)生了明顯的改變，故彎曲裂紋、電阻和抗拉強(qiáng)度變化乃是這一試驗(yàn)方法的較好評(píng)判依據(jù)。

在硫酸-硫酸銅溶液中腐蝕電位是處在+0.3～+0.58V范圍上限部分(如+0.58V處)。但是，把金屬銅屑或銅丸放入溶液中并與試樣接觸時(shí)，試樣的電位變得和銅的電位相同，為+0.3V(對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極)。也就是根據(jù)Cu2+、Cu+和Cu的共存電位，并在此電位下保持恒定。在這一電位下，它可能在活化區(qū)內(nèi)腐蝕。晶間腐蝕的穿透速度很大，可以把試驗(yàn)時(shí)間縮短到24h，甚至有些鋼種還經(jīng)不起這樣長(zhǎng)的浸蝕，試驗(yàn)時(shí)間還可以縮短到15h.

試驗(yàn)操作

1、標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 4334-2008、ASTM A262-2013

2、設(shè)備：1L帶冷凝回流裝置的錐形磨瓶，保持微沸狀態(tài)的加熱裝置

3、溶液配制：100g分析純硫酸銅(優(yōu)級(jí)純)溶解于700ml蒸餾水中，加入100ml優(yōu)級(jí)純硫酸(化學(xué)純)，再用蒸餾水稀釋到1000ml。

4、敏化處理：超低碳(0.03%)或加入穩(wěn)定化元素(鈦、鈮)，650℃，壓力加工件保溫2小時(shí)，鑄件保溫1小時(shí)，空冷(675℃，保溫1小時(shí))

5、試驗(yàn)溶液應(yīng)高出最上層試樣20mm，仲裁試驗(yàn)時(shí)，按試樣表面積計(jì)算，不小于8ml/cm2(保證試樣浸泡在溶液內(nèi)，不小于8ml/cm2，一個(gè)試驗(yàn)容器中允許測(cè)試三個(gè)試樣)

6、試驗(yàn)時(shí)間：沸騰后計(jì)時(shí)16h(至少為15小時(shí))

7：試樣彎曲：試樣厚度不大于1mm時(shí)，壓頭直徑為1mm，大于1mm，壓頭直徑為5mm(彎曲直徑與試樣厚度相等)，鑄鋼件彎曲90 ° ，其余均彎曲180°(彎曲180°，塑性較差，未試驗(yàn)試樣最大彎曲直徑)

8、試樣制備：80×20×5(國(guó)標(biāo))，2塊或4塊，每個(gè)試樣均測(cè)試2個(gè)被檢驗(yàn)面75×25×5(美標(biāo))，1塊，薄板2塊

結(jié)果評(píng)定

1、10倍放大鏡下觀察彎曲面，有無(wú)晶間腐蝕產(chǎn)生的裂紋。彎曲棱角產(chǎn)生的裂紋或者滑移線、皺紋和表面粗糙都不能認(rèn)為是晶間腐蝕產(chǎn)生的裂紋。(低倍5-20X觀察，有無(wú)裂紋或開(kāi)裂)

2、彎曲法無(wú)法檢測(cè)或?qū)Y(jié)果有疑義，采用金相法150-500(100-250)懷疑裂紋是由于彎曲產(chǎn)生的，對(duì)一未經(jīng)腐蝕的試樣進(jìn)行彎曲

3、國(guó)標(biāo)無(wú)縫鋼管內(nèi)表面?壓扁試驗(yàn)?鑄鋼件2個(gè)空白樣?