不銹鋼晶間腐蝕

2023-06-27 17:34:26 正佳不銹鋼

不銹鋼晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕，沿著金屬或合金晶粒鴻溝或它的接近區(qū)域展開腐蝕，而晶粒腐蝕很纖細(xì)，這種腐蝕便稱為晶間腐蝕，這種腐蝕使晶粒間的結(jié)合力大大削弱。嚴(yán)重的話可使不銹鋼失掉強(qiáng)度和延展性，在正常載荷下碎裂。現(xiàn)代晶間腐蝕理論主要有貧鉻理論和晶界雜質(zhì)選擇溶解理論。

依據(jù)貧鉻理論說明，常用的奧氏體不銹鋼在氧化性或弱氧化性介質(zhì)中，之所以發(fā)生晶間腐蝕，八成是由于加工或運(yùn)用時(shí)受熱不當(dāng)引起的。所謂受熱不當(dāng)是指鋼受熱或緩慢冷卻經(jīng)過450～850 ℃溫度，鋼就會(huì)對(duì)晶間腐蝕發(fā)生敏感性。所以這個(gè)溫度是奧氏體不銹鋼運(yùn)用的危險(xiǎn)溫度。

不銹鋼材料在出廠時(shí)已做固溶處理，就是把鋼加熱至1050～1150 ℃后進(jìn)行淬火，目的是獲得均相固溶體。奧氏體鋼中含有少量碳，碳在奧氏體中的固溶度是隨溫度下降而減小的。如0Cr18Ni9Ti，在1100 ℃時(shí)，碳的固溶度約為0.2%，在500～700℃時(shí)，約為0.02%。所以經(jīng)固溶處理的鋼，碳是過飽和的。

當(dāng)不銹鋼無論是加熱或冷卻經(jīng)過450～850℃時(shí)，碳便可構(gòu)成（Fe 、Cr）23C6 從奧氏體中分出而分布在晶界上。（Fe、Cr）23C6的含鉻量比奧氏體基體的含鉻量高許多，它耗費(fèi)了晶界附近很多的鉻，而耗費(fèi)的鉻不能從晶粒中經(jīng)過渙散及時(shí)得到補(bǔ)償。

由于鉻的渙散速度很慢，作用晶界附近的含鉻量低于鈍化有必要的定量（即12 %Cr），構(gòu)成貧鉻區(qū)，因而鈍態(tài)受到破壞。晶界附近區(qū)域電位下降，而晶粒本身仍堅(jiān)持鈍態(tài)，電位較高，晶粒與晶界構(gòu)成活態(tài)———鈍態(tài)微電偶電池，電池具有大陰極、小陽極的面積比，這樣就導(dǎo)致晶界區(qū)的不銹鋼腐蝕。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們還了解到奧氏體不銹鋼在強(qiáng)氧化性介質(zhì)（如濃硝酸）中也能發(fā)生晶間腐蝕，但腐蝕情況和在氧化性或弱氧化性介質(zhì)中的情況不同。一般發(fā)生在經(jīng)過固溶處理的鋼上，經(jīng)過敏化處理的鋼一般不發(fā)生。

當(dāng)固溶體中含有磷這種雜質(zhì)達(dá)100ppm 時(shí)或硅雜質(zhì)為1000-2000ppm時(shí)，它們便會(huì)偏析在晶界上。這些雜質(zhì)在強(qiáng)氧化性介質(zhì)作用下便發(fā)生溶解，導(dǎo)致晶間腐蝕。而鋼經(jīng)敏化處理時(shí)，由于碳能夠和磷生成（MP）23C6，或由于碳的首要偏析約束了磷向晶界渙散，這兩種情況都會(huì)革除或減輕雜質(zhì)在晶界的偏析，就消除或削弱了鋼對(duì)晶間腐蝕的敏感性。

上述兩種說明晶間腐蝕機(jī)理的理論各自適用于必定合金的組織情況和必定的介質(zhì)，不是彼此排擠而是彼此補(bǔ)償?shù)摹Ｉa(chǎn)實(shí)踐中最常見的不銹鋼的晶間腐蝕多數(shù)是在弱氧化性或氧化性介質(zhì)中發(fā)生的，因而絕大多數(shù)的腐蝕實(shí)例都能夠用貧鉻理論來說明。