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304 不銹鋼的腐蝕

應力腐蝕

應力腐蝕是指零件在拉應力和特定的化學(xué)介質(zhì)聯(lián)合作用下所產(chǎn)生的低應力脆性斷裂現象。

應力腐蝕由殘余或外加應力導致的應變和腐蝕聯(lián)合作用產(chǎn)生的材料破壞過(guò)程。 應力腐蝕導致材料的斷裂稱(chēng)為應力腐蝕斷裂。

它的發(fā)生一般有以下四個(gè)特征：一、一般存在拉應力，但實(shí)驗發(fā)現壓應力有時(shí)也會(huì )產(chǎn)生應力腐蝕。二、對于裂紋擴展速率，應力腐蝕存在臨界 KISCC ，即臨界應力強度因子要大于 KISCC ，裂紋才會(huì )擴展。三、一般應力腐蝕都屬于脆性斷裂。四、應力腐蝕的裂紋擴展速率一般為 10- 6～ 10-3 mm/min，而且存在孕育期，擴展區和瞬段區三部分應力腐蝕機理的機理一般認為有陽(yáng)極溶解和氫致開(kāi)裂。

晶間腐蝕

說(shuō)明 :局部腐蝕的一種。沿著(zhù)金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內應力的存在。 晶間腐蝕破壞晶粒間的結合， 大大降低金屬的機械強度。 而且金屬表面往往仍是完好的，但不能經(jīng)受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁和一些含鉻的合金鋼中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學(xué)工廠(chǎng)的一個(gè)重大問(wèn)題。晶間腐蝕是沿著(zhù)或緊靠金屬的晶界發(fā)生腐蝕。 腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤， 看不出被破壞的跡象，但晶粒間結合力顯著(zhù)減弱，力學(xué)性能惡化。不銹鋼、鎳基合金、鋁合金等材料都較易發(fā)生晶間腐蝕。

不銹鋼的晶間腐蝕 :

不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下， 在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現象稱(chēng)為晶間腐蝕。 產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼， 當受到應力作用時(shí)，即會(huì )沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區、焊縫或熔合線(xiàn)上，在熔合線(xiàn)上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱(chēng)刀狀腐蝕。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質(zhì)量分數必須大于 12%。當溫度升高時(shí)，碳在不銹鋼晶粒內部的擴散速度大于鉻的擴散速度。因為室溫時(shí)碳在奧氏體中的熔解度很小，約為 0.02%～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過(guò)此值， 故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散， 并和鉻化合， 在晶間形成碳化鉻的化合

物，如（ CrFe） 23C8 等。但是由于鉻的擴散速度較小，來(lái)不及向晶界擴散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來(lái)自?shī)W氏體晶粒內部， 而是來(lái)自晶界附近， 結果就使晶界附近的含鉻量大為減少， 當晶界的鉻的質(zhì)量分數低到小于 12%時(shí)，就形成所謂的“貧鉻區” ，在腐蝕介質(zhì)作用下，貧鉻區就會(huì )失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。

不銹鋼的晶間腐蝕

含碳量超過(guò) 0.03%的不穩定的奧氏體型不銹鋼（不含鈦或鈮的牌號） ，如果熱處理不當則在某些環(huán)境中易產(chǎn)生晶間腐蝕。這些鋼在 425-815℃之間加熱時(shí)，或者緩慢冷卻通過(guò)這個(gè)溫度區間時(shí)，都會(huì )產(chǎn)生晶間腐蝕。這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用） ，并且造成最鄰近的區域鉻貧化使得這些區域對腐蝕敏感。敏化作用也可出現在焊接時(shí)，在焊接熱影響區造成其后的局部腐蝕。最通用的檢查不銹鋼敏感性的方法是 65%硝酸腐蝕試驗方法。試驗時(shí)將鋼試樣放入沸騰的 65%硝酸溶液中連續 48h 為一個(gè)周期，共 5 個(gè)周期，每個(gè)周期測定重量損失。一般規定， 5 個(gè)試驗周期的平均腐蝕率應不大于0.05mm/月。

奧氏體型不銹鋼焊接結構的晶間腐蝕可用如下方法預防：

①使用低碳牌號 00Cr19Ni10 或 00Cr17Ni14Mo2 ，或穩定的牌號 0Cr18Ni11Ti 或 0Cr18Ni11Nb.使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時(shí)碳化物沉淀出造成有害影響的數量。

②如果面品結構件小，能夠在爐中進(jìn)行熱處理，則可在 1040-1150℃進(jìn)行熱處理以溶解碳化鉻，并且在425-815℃區間快速冷卻以防止瑞沉淀。焊接鐵素體不銹鋼在某些介質(zhì)中也可能出現晶間腐蝕。這是當鋼從 925℃以上快速冷卻時(shí)，碳化物或氧化物沉淀， 金屬晶格應變造成的， 焊接后進(jìn)行消除應力熱處理可消除應力并恢復耐腐蝕性能。 在 1Cr17 不銹鋼中加入超過(guò) 8 倍碳含量的鈦，通常可減少焊接鋼結構在一些介質(zhì)中的晶間腐蝕。然而加入鈦在濃硝酸中不是有效的。

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