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不锈钢晶间腐蚀的产生机理

发布时间:2020-4-22 11:48:52  浏览次数:  

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  晶间腐蚀是一种常见的部分腐蚀, 腐蚀沿着金属或合金晶粒鸿沟或它的接近区域开展, 而晶粒腐蚀很纤细,这种腐蚀便称为晶间腐蚀,这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱。严峻的晶间腐蚀,可使金属失掉强度和延展性,在正常载荷下碎裂。现代晶间腐蚀理论, 主要有贫铬理论和晶界杂质选择溶解理论。

依据贫铬理论说明,常用的奥氏体不锈钢,在氧化性或弱氧化性介质中之所以发生晶间腐蚀,八成是由于加工或运用时受热不当引起的。所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却经过450~850 ℃温度区,钢就会对晶间腐蚀发生敏感性。所以这个温度是奥氏体不锈钢运用的危险温度。不锈钢材料在出厂时现已固溶处理,所谓固溶处理就是把钢加热至1050~1150 ℃后进行淬火,目的是获得均相固溶体。奥氏体钢中含有少量碳,碳在奥氏体中的固溶度是随温度下降而减小的。如0Cr18Ni9Ti,在1100 ℃时,碳的固溶度约为0.2%,在500~700℃时,约为0.02%。所以经固溶处理的钢,碳是过饱和的。

 

当钢材无论是加热或冷却经过450~850℃时,碳便可构成(Fe 、Cr)23C6 从奥氏体中分出而分布在晶界上。(Fe、Cr)23C6的含铬量比奥氏体基体的含铬量高许多,它的分出天然耗费了晶界附近很多的铬,而耗费的铬不能从晶粒中经过涣散及时得到补偿,由于铬的涣散速度很慢,作用晶界附近的含铬量低于钝化有必要的的定量(即12 %Cr),构成贫铬区,因而钝态受到破坏,晶界附近区域电位下降,而晶粒本身仍坚持钝态,电位较高,晶粒与晶界构成活态———钝态微电偶电池,电池具有大阴极、小阳极的面积比,这样就导致晶界区的腐蚀。

在生产实践中,我们还了解到奥氏体不锈钢在强氧化性介质(如浓硝酸) 中也能发生晶间腐蚀,但腐蚀情况和在氧化性或弱氧化性介质中的情况不同。一般发生在经过固溶处理的钢上,经过敏化处理的钢一般不发生。当固溶体中含有磷这种杂质达100ppm 时或硅杂质为1000 – 2000ppm 时,它们便会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化性介质作用下便发生溶解,导致晶间腐蚀。而钢经敏化处理时,由于碳能够和磷生成(MP)23C6,或由于碳的首要偏析约束了磷向晶界涣散,这两种情况都会革除或减轻杂质在晶界的偏析,就消除或削弱了钢对晶间腐蚀的敏感性。

上述两种说明晶间腐蚀机理的理论各自适用于必定合金的组织情况和必定的介质,不是彼此排挤而是彼此补偿的。生产实践中最常见的不锈钢的晶间腐蚀多数是在弱氧化性或氧化性介质中发生的,因而绝大多数的腐蚀实例都能够用贫铬理论来说明。

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