做好這幾點，可以防止不銹鋼制品管產生晶間腐蝕

2022-01-21 16:25:47 正佳不銹鋼

晶間腐蝕會降低不銹鋼制品管的強度，嚴重時可使其機械強度完全喪失，材料產生晶間腐蝕后，外觀上沒有什么明顯變化，但強度已完全喪失，要采取有效防護措施，防止晶間腐蝕。做好這幾點，可以防止不銹鋼制品管產生晶間腐蝕。

為防止晶界腐蝕，可以從改變鋼的化學成分和改變熱處理工藝方面來實施，一是通過提高材料的純度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量穩定化元素（鈦、鈮），以控制晶界上析出的碳化物；二是采用適當的熱處理工藝和適當的加工工藝，以防止晶間腐蝕的產生。

1.不銹鋼制品管含碳量越高，晶間腐蝕傾向性越大，降低鋼中的含碳量，可以減少和避免形成鉻的碳化物，降低形成晶界腐蝕的傾向，使鋼中含碳量低于平衡狀態下在奧氏體內的飽和溶解度，即從根本上解決了鉻的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的問題。通常鋼中含碳量降至0.03%以下稱為“超低碳”不銹鋼，就可以避免鉻的碳化物生成，即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。減少焊縫中的含碳量，可以減少和避免形成鉻的碳化物；調整焊縫的化學成分，加入穩定化元素以減少形成碳化物的可能性，都可以降低形成晶界腐蝕的傾向。

2.調整金屬的化學成分，改變析出碳化物類型，可減少形成碳化鉻的可能性。采取向鋼中加入強碳化物形成元素如Ti、Nb等，并經穩定化熱處理，由于這些元素與碳的結合力比鉻大得多，只會形成TiC、NbC等穩定型碳化物，不會再出現Cr23C6。且TiC、NbC在1050℃以下不溶于奧氏體，即排除了在低溫形成Cr23C6可能，也就消除了由Cr23C6析出所造成的晶間腐蝕。含有Ti、Nb的鋼稱為穩定性鋼，它們在鋼中的含量為0.8%≤Ti≤5%(C 0.02％)；1.0％≤Nb≤10％(C 0.02％)。式中，C是鋼的總碳量，0.02%指可溶于奧氏體中而不形成碳化物的那一部分碳。

3.通過調整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵素體雙相組織，其中鐵素體占5%~12%。這種雙相組織可有效防止晶間腐蝕。
當鋼為γ+δ復相組織時，鋼在450~850℃受熱，則Cr23C6碳化物首先在γ/δ相界處δ鐵素體一側析出，且呈分散的點狀，就減少了在奧氏體晶界析出的Cr23C6的量。同時鉻在δ鐵素體中的擴散系數比在奧氏體中的擴散系數大103倍，不會使在δ鐵素體內的Cr23C6析出的周圍形成貧鉻區，這就降低了晶間腐蝕的傾向。另外，把鋼預先進行冷變形，可使Cr23C6沿滑移帶析出，使奧氏體晶界析出的Cr23C6的量減少，也降低了產生晶間腐蝕的傾向。

4.工藝措施，控制在危險溫度區的停留時間，防止過熱，施焊時快焊快冷，使碳來不及析出。
采用適當熱處理工藝。不銹鋼制品管常用的熱處理工藝有：
①固溶處理，將鋼加熱到1050～1150℃后水淬，主要目的是使Cr23C6溶于奧氏體中，然后快速冷卻，并將此狀態保持到室溫，這樣鋼的耐蝕性會有很大改善，對于薄壁件可采用空冷，一般情況采用水冷，這種方法只適用于不再焊接的不銹鋼制品管。
②穩定化處理，一般在固溶處理后進行，常用于含Ti、Nb的18-8鋼。固溶處理后，將鋼加熱到850~880℃保溫后空冷，此時Cr的碳化物完全溶解，脫離鈦的碳化物不完全溶解，且在冷卻過程中充分析出，使碳不可能再形成鉻的碳化物，因而有效地消除了晶間腐蝕。
③鐵素體不銹鋼的敏化溫度在900℃以上，而在700~800℃退火即可以消除晶間腐蝕傾向。
④去應力處理。去應力處理是消除鋼在冷加工或焊接后的殘余應力的熱處理工藝，一般加熱到300～350℃回火。對于不含穩定化元素Ti、Nb的鋼，加熱溫度不超過450℃，以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對于超低碳和含Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件，需在500~950℃，加熱，然后緩冷，消除應力（消除焊接應力取上限溫度），可以減輕晶間腐蝕傾向，并提高鋼的應力腐蝕抗力。