不銹鋼晶間腐蝕試驗與分析

1、不銹鋼晶間腐蝕試驗與分析一、實驗?zāi)康?. 掌握影響奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的因素；2. 掌握不銹鋼晶間腐蝕試驗的方法；二、實驗原理18-8 型奧氏體不銹鋼在許多介質(zhì)中具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，但在 400-800 范圍內(nèi)加熱或在該溫度范圍內(nèi)緩慢冷卻后，在一定的腐蝕介質(zhì)中易產(chǎn)生晶間腐蝕。晶間腐蝕的特征是沿晶界進行浸蝕。使金屬喪失機械性能， 致使整個金屬變成粉末。1. 晶間腐蝕產(chǎn)生的原因一般認為在奧氏體不銹鋼中， 鉻的碳化物在高溫下溶入奧氏體中，由于敏化（ 400-800）加熱時，鉻的碳化物常于奧氏體晶界處析出，造成奧氏體晶粒邊緣貧鉻現(xiàn)象，使該區(qū)域電化學(xué)穩(wěn)定性 下降，于是在一定的介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。為提高耐

2、蝕性能，常采用以下兩種方法。(1) 將 18-8 型奧氏體不銹鋼碳含量降至 0.03%以下，使之減少晶界處碳化物析出量，而防止發(fā)生晶間腐蝕。這類鋼成稱為超低碳不銹鋼，常見的有00Cr18Ni10。(2) 在 18-8 型奧氏體不銹鋼中加入比鉻更易形成碳化物的元素鈦或鈮，鈦或鈮的碳化物較鉻的碳化物難溶于奧氏體中， 所以在敏化溫度范圍內(nèi)加熱時， 也不會于晶界處析出碳化物，不會在腐蝕性介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。為固定18-8 型奧氏體不銹鋼中的碳， 必須加入足夠數(shù)量的鈦或鈮，按原子量計算， 鈦或鈮的加入量分別為鋼中碳含量的4-8 倍。2. 晶間腐蝕的試驗方法晶間腐蝕的試驗方法有 C 法、 T 法、 L 法

3、、 F 法和 X 法。這里介紹容易實現(xiàn)的 C法和 F法。試樣狀態(tài)：(1) 含穩(wěn)定化元素（ Ti 或 Nb）或超低碳（ C 0.03%）的鋼種應(yīng)在固溶狀態(tài)下經(jīng)敏化處理的試樣進行試驗。敏化處理制度為 650保溫 1 小時空冷。(2) 含碳量大于 0.03%不含穩(wěn)定化元素的鋼種，以固溶狀態(tài)的試樣進行試驗；用于焊接鋼種應(yīng)經(jīng)敏化處理后進行試驗。(3) 直接以冷狀態(tài)使用的鋼種，經(jīng)協(xié)議可在交貨狀態(tài)試驗。(4) 焊接試樣直接以焊后狀態(tài)試驗。如在焊后要在 350以上熱加工，試樣在焊后要進行敏化處理。試樣制備：(1) 試樣從同一爐號、同一批熱處理和同一規(guī)格的鋼材中選取。鑄件試樣從同一爐號的鋼水澆鑄的試塊中選取。含

4、穩(wěn)定化元素鈦的鋼種，在該爐號最末澆鑄的試塊中選取。焊后試樣從產(chǎn)品相同的鋼材和焊接工藝焊成的試樣上選取。(2) 試樣熱處理應(yīng)在試樣磨光前進行。試樣表面無氧化、光潔。試驗方法：C法：草酸電解浸蝕試驗。(1) 試驗溶液： 100 克草酸溶解于 900 毫升蒸餾水中。(2) 試驗程序：a. 檢驗面用酒精或丙酮洗凈，干燥。b. 試樣為陽極，不銹鋼為陰極。c. 容器內(nèi)溶液的多少，視容器大小而定。d. 接通電源，電流密度按試樣試驗部分的表面積計算， 每平方厘米 1 安培，試驗溶液溫度為 20-50 ，試驗時間為 15 分鐘。e. 試驗后試樣洗凈，干燥。在顯微鏡下放大 150-500 倍評定。F 法：(1)

5、試驗裝置：帶蓋塑料試驗容器，恒溫水浴槽。(2) 試驗溶液： 25%硝酸，加 2%氟化鈉。溶液配制：在塑料容器內(nèi)，加入 593 毫升蒸餾水和 277 毫升比重為 1.39 的65%硝酸，在 70時加入 20 克氟化鈉，待氟化鈉溶解后，立即注入試驗容器進行試驗。 (3)試驗程序：a：試樣用氧化鎂或丙酮除油、洗凈，干燥。b：試驗容器中放入塑料支架，試樣置于支架上，試樣之間互不接觸。c：溶液量按試樣表面積計算，每平方厘米不少于5 毫升。d：在 70±1 試驗 3 小時，防止溶液蒸發(fā)損失。e：試驗后取出試樣，刷去腐蝕產(chǎn)物，洗凈、干燥。3. 試驗結(jié)果的評定(1) C 法評定用金相顯微鏡觀察試樣的

6、浸蝕部位， 放大倍數(shù) 150-500 倍，壓力加工試樣的腐蝕組織分為四級，見表 1，鑄件、焊接件試樣的腐蝕組織分為三級，見表 2。表 1級 別組織特征一 級晶界沒有腐蝕溝，晶粒之間成臺階狀二 級晶界有腐蝕溝，但沒有一個晶粒被腐蝕溝包圍三 級晶界有腐蝕溝，個別晶粒被腐蝕溝包圍四 級晶界有腐蝕溝，大部分晶粒被腐蝕溝包圍表 2級 別組織特征一 級晶界有腐蝕溝，鐵素體被顯現(xiàn)二級晶界有不連續(xù)的腐蝕溝，鐵素體被腐蝕三級晶界有連續(xù)的腐蝕溝，鐵素體被嚴(yán)重腐蝕(2) F 法試驗后的試樣，厚度小于或等于 1 毫米時彎曲角度為 180，彎心直徑等于試樣厚度；厚度大于 1 毫米時彎曲角度為 90（壓力加工試樣彎成 Z 字型），彎心直徑等于 5 毫米。焊接試樣沿熔合線進行彎曲。(3) 彎曲后的試樣用 10 倍放大鏡觀察，若只有一個試樣上發(fā)現(xiàn)有裂紋，即有晶間腐蝕傾向。 當(dāng)試樣不能進行彎曲或彎曲裂紋性質(zhì)可疑時， 用金相法評定。 金相試樣經(jīng)浸蝕后， 在 150-500 倍金相顯微鏡上觀察， 如發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕， 即有晶間腐蝕傾向。三、實驗內(nèi)容1. 檢驗并分析 00Cr18Ni10 焊接鋼板的晶間腐蝕傾向2. 檢驗并分析 1Cr18Ni9 冷變形鋼板的晶間腐蝕傾向四、實驗材料及設(shè)備材料： 00Cr18Ni10 和 1Cr18Ni9 不銹鋼板儀器設(shè)