設(shè)備腐蝕與防護(hù)

1、應(yīng)力腐蝕破裂是金屬結(jié)構(gòu)在拉應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下引起的破裂，簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)力腐蝕（Stress Corrosion Cracking）。1. 宏觀特點(diǎn) 腐蝕區(qū)呈樹(shù)枝狀裂紋，而其他部位腐蝕非常輕微。 樹(shù)枝狀裂紋一般有一條發(fā)展的主干，這條主干與拉應(yīng)力的方向垂直。 某些材料（如奧氏體不銹鋼）裂紋和斷口的形態(tài)與應(yīng)力大小有關(guān)。 斷口的形態(tài)一般呈脆性斷裂的特征，沒(méi)有宏觀的塑性變形的痕跡。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn) 在光學(xué)顯微鏡下，可以看到應(yīng)力腐蝕裂紋有沿晶裂紋、穿晶裂紋和穿晶沿晶混合裂紋。不同的合金在不同的介質(zhì)中有不同的裂紋傾向。 應(yīng)力腐蝕裂紋總是在具有拉應(yīng)力的表面上開(kāi)始，并且具有由表面向內(nèi)擴(kuò)展的特征。1

2、. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)由于應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展，一直發(fā)展到達(dá)到和超過(guò)臨界裂紋長(zhǎng)度，需要一個(gè)過(guò)程，因此，裝有能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕介質(zhì)的壓力容器，承受到一定拉應(yīng)力作用，并不馬上發(fā)生SCC，而是在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才發(fā)生突然斷裂。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)SCC是材料在應(yīng)力和環(huán)境共同作用下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(孕育期)產(chǎn)生裂紋源，然后裂紋逐漸擴(kuò)展，達(dá)到臨界尺寸，當(dāng)裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子KI達(dá)到材料的斷裂韌性KIC時(shí)，而發(fā)生斷裂。SCC過(guò)程可分為三個(gè)階段。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn) 孕育期孕育期是在無(wú)預(yù)制裂紋或金屬無(wú)裂紋、無(wú)蝕孔、缺陷時(shí)，裂紋的萌生階段

3、。即裂紋源形成所需的時(shí)間。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn) 孕育期該期是裂紋成核后直至發(fā)展到臨界尺寸所經(jīng)歷的時(shí)間。這一階段裂紋擴(kuò)展速度與應(yīng)力強(qiáng)度因子大小無(wú)關(guān)，裂紋擴(kuò)展主要由裂紋尖端的電化學(xué)過(guò)程控制。 裂紋擴(kuò)展期1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn) 孕育期這一階段裂紋擴(kuò)展由純力學(xué)因素控制，擴(kuò)展速度隨應(yīng)力增大而加快，直至斷裂。 裂紋擴(kuò)展期 失穩(wěn)斷裂1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)A. 具備拉應(yīng)力一般SCC都在拉應(yīng)力下才發(fā)生。這個(gè)拉應(yīng)力可以是工作應(yīng)力，也可以是制造過(guò)程中的殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、裂紋中腐蝕產(chǎn)物楔入應(yīng)力等。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀

4、特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)A. 具備拉應(yīng)力B. 存在臨界應(yīng)力材料承受的應(yīng)力越小，至斷裂時(shí)間tF越長(zhǎng)，當(dāng)應(yīng)力小于某一臨界值后， tF =，此應(yīng)力稱(chēng)為臨應(yīng)力。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)5. 環(huán)境的特點(diǎn)A. 腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)對(duì)一種金屬（或合金），只有在特定的介質(zhì)中含有某些對(duì)發(fā)生SCC有特效作用的離子、分子時(shí)才會(huì)發(fā)生SCC。例如，鍋爐鋼在堿溶液中的“堿脆”，低碳鋼在硝酸鹽中的“硝脆”，奧氏體不銹鋼在含氯離子溶液中的“氯脆”等。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)5. 環(huán)境的特點(diǎn)A. 腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)B. 溶液的濃度有時(shí)雖然溶液的整體濃度很

5、低，但由于局部的濃縮作用，使該處易發(fā)生局部腐蝕。一旦形成蝕坑、縫隙或裂紋后，該處的介質(zhì)條件發(fā)生明顯變化，會(huì)促使SCC發(fā)生。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)5. 環(huán)境的特點(diǎn)A. 腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)B. 溶液的濃度C.具有能使金屬鈍化的介質(zhì)對(duì)于SCC體系介質(zhì)的另一個(gè)特征是能使金屬或合金鈍化，即只有使金屬或合金鈍化，才能發(fā)生SCC。所以金屬發(fā)生SCC時(shí)，很少是由均勻腐蝕引起。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)5. 環(huán)境的特點(diǎn)A. 腐蝕介質(zhì)的特點(diǎn)B. 溶液的濃度C. 具有能使金屬鈍化的介質(zhì)D. 具有一定的電位范圍從電化學(xué)角度看，材料與特定介質(zhì)的耦合導(dǎo)致

6、SCC發(fā)生的條件是在一定的電位范圍內(nèi)，一般是發(fā)生在鈍化活化過(guò)渡區(qū)或鈍化過(guò)鈍化區(qū)。1. 宏觀特點(diǎn)2. 微觀特點(diǎn)3. 延遲破壞特點(diǎn)4. 力學(xué)特點(diǎn)5. 環(huán)境的特點(diǎn)6. 冶金學(xué)特點(diǎn)A. 不同的化學(xué)成份和純度具有不同的SCC敏感性鋼化學(xué)成份的微小變化往往會(huì)引起SCC敏感性明顯變化。一般認(rèn)為合金比純金屬更易發(fā)生SCC。B. 不同組織具有不同的SCC敏感性鋼對(duì)SCC敏感性不僅與其化學(xué)成份有關(guān)，而且還與組織有關(guān)。如相同成份的碳鋼或低合金鋼，在H2S-H2O系統(tǒng)中，淬火后充分回火正火淬火次序遞降。應(yīng)力腐蝕破裂的可能機(jī)理已提出了十幾種，但迄今尚無(wú)被普遍接受的統(tǒng)一機(jī)理。既然應(yīng)力腐蝕是一種腐蝕有關(guān)的過(guò)程，其機(jī)理就必然

7、與腐蝕的陽(yáng)極或陰極過(guò)程有關(guān)。因此，其可能的機(jī)理不外乎是：1. 陽(yáng)極溶解為主的機(jī)理認(rèn)為陽(yáng)極溶解起控制作用，如黃銅的氨脆等。裂紋一旦形成，裂紋尖端的應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋尖端前沿區(qū)發(fā)生迅速屈服，晶體內(nèi)位錯(cuò)沿著滑移面連續(xù)地到達(dá)裂紋尖端表面，產(chǎn)生大量瞬間活性溶解質(zhì)點(diǎn)，導(dǎo)致裂紋尖端(陽(yáng)極)快速溶解。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，裂紋尖端處的電流密度高達(dá)0.5A/cm2，而裂紋兩側(cè)僅約為10-5A/cm2。1. 陽(yáng)極溶解為主的機(jī)理2. 氫脆機(jī)理認(rèn)為陰極過(guò)程放出的氫原子進(jìn)人基體，導(dǎo)致材料脆化，如鋼的硫化氫應(yīng)力腐蝕。1. 陽(yáng)極溶解為主的機(jī)理2. 氫脆機(jī)理3. 陽(yáng)極溶解與氫脆共同作用的機(jī)理認(rèn)為陽(yáng)極溶解和陰極析氫過(guò)程都有影響，如鈦合金、

8、不銹鋼、鋁合金、鎳合金等的應(yīng)力腐蝕。1. 陽(yáng)極溶解為主的機(jī)理2. 氫脆機(jī)理3. 陽(yáng)極溶解與氫脆共同作用的機(jī)理4. 吸附特殊離子降低表面能的機(jī)理認(rèn)為環(huán)境中某些侵蝕性物質(zhì)吸附在裂紋尖端，降低了形成新表面所需的能量，使斷裂應(yīng)力隨之降低。這是一種主要以機(jī)械方式導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕斷型的理論。影響SCC因素有環(huán)境、應(yīng)力和冶金三個(gè)方面，因此，有效的防止方法就是消除這三個(gè)力面一切有害的因素。對(duì)于一定的材料來(lái)說(shuō)，主要是從控制環(huán)境條件和消除應(yīng)力兩方面采取措施。關(guān)于控制環(huán)境，近年來(lái)雖然找到了一些方法。但在實(shí)際應(yīng)用中，除了個(gè)別情況外尚有許多困難。比較有效而廣泛應(yīng)用的方法是消除或降低應(yīng)力值。(1) 降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，使最大有效應(yīng)

9、力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到臨界值以下常規(guī)設(shè)計(jì)方法中采用的名義抗拉強(qiáng)度或屈服強(qiáng)度，并未考慮材料存在的缺陷，而實(shí)際上，所有工程材料都不是完美無(wú)缺的，必然存在各種缺陷，除了原有的裂紋和微裂紋外，由于環(huán)境影響又會(huì)造成新的裂紋，因此很多設(shè)備和構(gòu)件往往發(fā)生低應(yīng)力下意外的脆性斷裂。(1) 降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，使最大有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到臨界值以下對(duì)于存在裂紋的材料在低應(yīng)力下破壞的現(xiàn)象，用定量方法解析裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)，計(jì)算材料的破壞應(yīng)力，用工程方法評(píng)價(jià)構(gòu)件的安全性等。都屬于斷裂力學(xué)范疇。根據(jù)斷裂力學(xué)觀點(diǎn)，在空氣環(huán)境條件下，如果滿(mǎn)足以下條件，則構(gòu)件是安全的。KIBrI (3) 點(diǎn)蝕發(fā)生某一臨界電位以上，該電位稱(chēng)作點(diǎn)蝕電位(

10、或擊穿電位)，用Eb表示。Ep，稱(chēng)再鈍化電位，或叫保護(hù)電位。大于Eb，點(diǎn)蝕迅速發(fā)生、發(fā)展；小于Ep，點(diǎn)蝕不發(fā)生。EbEp間不產(chǎn)生新點(diǎn)蝕。Eb越高，材料耐點(diǎn)蝕越好。（1）材料因素大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出，增加不銹鋼抗孔蝕能力最有效的元素有Cr、Mo和N等；因而由這些元素組成了Cr-Mo-N；Cr-Mo和Cr-Mo-Cu系的耐孔蝕不銹鋼。（1）材料因素 Cr的影響Cr是提高不銹鋼耐孔蝕性的主要合金元素之一。0.1NNaCl溶液中Cr對(duì)Fe-Cr合金孔蝕電位的影響（1）材料因素 Cr的影響 Mo的影響在不銹鋼中添加Mo可以提高其耐點(diǎn)蝕能力。（1）材料因素 Cr的影響 Mo的影響 Ni的影響與Cr相比添加N

11、i的作用效果不大。稍有降低點(diǎn)蝕的作用。（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型實(shí)踐中，很多壓力容器的點(diǎn)蝕失效多半是由于含氯離子的介質(zhì)所引起的，在氯化物中，F(xiàn)e、Ni、Al、Ti、Zr以及它們的合金均可能產(chǎn)生點(diǎn)蝕，Zn、Cu和Ti在含氯離子的溶液中，也可遭受鈍態(tài)破壞，溴離子也可引起點(diǎn)蝕，碘離子對(duì)點(diǎn)蝕也有一定影響。（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型對(duì)鈦和鉭而言，情況則相反，含氟離子的溶液幾乎不引起點(diǎn)蝕，這是因?yàn)橛蟹锎嬖跁r(shí)，鈍態(tài)金屬的溶解速度增加，即全面腐蝕加速，故不產(chǎn)生點(diǎn)蝕。（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度一般認(rèn)為，點(diǎn)蝕只有當(dāng)鹵素離子在溶液中達(dá)到某一濃度以上時(shí)才產(chǎn)生，且該濃度

12、限因材料而異，測(cè)定溶液中引起點(diǎn)蝕所需的氯離子(或其它侵蝕性陰離子)最低濃度可用來(lái)評(píng)定金屬耐點(diǎn)蝕的能力。（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度不銹鋼的點(diǎn)蝕電位與鹵素離子濃度的關(guān)系如下式：（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度例如35時(shí) SUS430（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度例如35時(shí) SUS430（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度例如35時(shí) SUS430（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度例如35時(shí) SUS304（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度例如35時(shí) SUS304（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃

13、度例如35時(shí) SUS316（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度例如35時(shí) SUS316（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度 介質(zhì)中其它陰離子的作用介質(zhì)中若存在OH ，SO42- 等陰離子，對(duì)不銹鋼點(diǎn)蝕起緩蝕作用。（1）材料因素（2）環(huán)境因素 介質(zhì)類(lèi)型 介質(zhì)濃度 介質(zhì)中其它陰離子的作用 介質(zhì)溫度對(duì)鐵基合金而言，點(diǎn)蝕電位通常隨溫度升高而下降。 降低溶液中氯離子濃度 使用緩蝕劑點(diǎn)蝕的嚴(yán)重程度不僅與溶液中的侵蝕性離子濃度有關(guān)，而且還與非侵蝕性離子濃度有關(guān)。在含氯化物的溶液中，有許多化合物可起緩蝕作用。如對(duì)鐵和碳鋼有，硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、碳酸鹽磷酸鹽等；對(duì)不銹鋼有，硫酸鹽、硝

14、酸鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽等；對(duì)鎳有，OH、硫酸鹽、硝酸鹽等。 降低溶液中氯離子濃度 使用緩蝕劑 電化學(xué)保護(hù)前面講過(guò)保護(hù)電位Ep，當(dāng)EEp時(shí)，不發(fā)生點(diǎn)蝕。因此，只要將原本處于點(diǎn)蝕電位區(qū)（EEb）的金屬電位極化到EEp的鈍態(tài)電位區(qū)，就可以防止點(diǎn)蝕的發(fā)生。 降低溶液中氯離子濃度 使用緩蝕劑 電化學(xué)保護(hù) 使用耐點(diǎn)蝕的鋼選用含有耐點(diǎn)蝕性能最有效的元素Cr、Mo、N的不銹鋼。如0Cr18Ni12Mo6N1. 試述產(chǎn)生點(diǎn)蝕的主要條件。2. 試述影響點(diǎn)蝕的主要因素。3. 試述防止點(diǎn)蝕的主要措施。縫隙腐蝕（crevice corrosion）是因金屬與金屬，金屬與非金屬的表面間存在縫隙，并有介質(zhì)存在時(shí)而發(fā)生

15、的局部腐蝕形態(tài)。造成縫隙腐蝕的條件有： 金屬結(jié)構(gòu)的連接。 金屬與非金屬的連接 金屬表面的沉積物 可發(fā)生在所有金屬與合金上，特別容易發(fā)生在靠鈍化而耐蝕的金屬及合金上。 介質(zhì)可以是任何侵蝕性溶液，而含有氯離子的溶液最易引起縫隙腐蝕。 與點(diǎn)蝕相比，對(duì)同一種合金而言，縫隙腐蝕更易發(fā)生。 幾何形狀等的作用縫隙腐蝕的重要因素有幾何形狀、間隙的寬度和深度以及縫內(nèi)、外面積比。它們決定著O2進(jìn)入縫隙的程度、電解質(zhì)組成的變化、電位的分布和宏觀電池性能的有效性。 幾何形狀等的作用 幾何形狀等的作用 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響在縫隙腐蝕中環(huán)境因素的影響主要有：(1)溶解O2量；(2)電解質(zhì)的流速；(3)溫度；(

16、4)pH值；(5) Cl離子等破壞鈍化膜的離子；(6) SO42-等。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度溶液氧濃度增加，縫隙外部陰極反應(yīng)隨之加速，于是縫隙腐蝕量增加。一般溶液中溶解氧小于0.5ppm 時(shí)，導(dǎo)致縫隙腐蝕的危險(xiǎn)性較小。在酸性介質(zhì)中，陰極過(guò)程主要是H+ 放電，氧的存在與否，對(duì)縫隙腐蝕的影響較小。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度(2) 腐蝕液流速增加腐蝕液的流速，即輸送到縫隙外部的金屬表面上的O2量增加，縫隙腐蝕量也增加。但是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的殘?jiān)蛏傻乃赡?，流速慢反而容易堆積，從這個(gè)意義上講，增加流速也有可能減少產(chǎn)生縫隙腐蝕的機(jī)會(huì)。

17、 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度(2) 腐蝕液流速(3) 溫度的影響溫度變化對(duì)縫隙腐蝕的影響比較復(fù)雜。因?yàn)闇囟葘?duì)各相關(guān)因素產(chǎn)生不同的、甚至相反的影響。一方面，溫度升高使傳輸過(guò)程及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)加速，從而能增加陽(yáng)極反應(yīng)速度。另一方面，在敞開(kāi)體系溶液中溶解氧的濃度隨溫度升高而下降，并視陽(yáng)極和陰極兩種反應(yīng)的綜合結(jié)果而定，大約在80 ，不銹鋼的縫隙腐蝕達(dá)到極大。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度(2) 腐蝕液流速(3) 溫度的影響(4) pH的影響pH值 ，只要縫外金屬仍處于鈍態(tài)，則縫隙腐蝕量 。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度(2)

18、腐蝕液流速(3) 溫度的影響(4) pH的影響 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度(2) 腐蝕液流速(3) 溫度的影響(4) pH的影響(5) 溶液中Cl濃度的影響Cl,使電位向負(fù)方向移動(dòng)，縫隙腐蝕速度 。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響(1) 溶液中氧的濃度(2) 腐蝕液流速(3) 溫度的影響(4) pH的影響(5) 溶液中Cl濃度的影響(6) SO42-的影響SO42-有抑制孔蝕的作用。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響 材料因素的影響不同材料耐縫隙腐蝕能力不同，如不銹鋼中隨Cr、Ni、Mo含量增加，耐縫隙腐蝕能力提高。 幾何形狀等的作用 環(huán)境因素的影響 材料因素的影

19、響Ti在小于95時(shí)耐氯化物腐蝕，而在高溫和較濃的Cl、Br、I、 SO42-溶液中就會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕。 耐縫隙腐蝕材料的選擇選擇耐縫隙腐蝕的材料時(shí)，應(yīng)考慮它們?cè)诳p隙條件下的耐蝕性能。黑色金屬材料應(yīng)含有Cr、Mo、Ni等有效元素。主要是高Cr、高M(jìn)o的不銹鋼和鎳基合金等。 耐縫隙腐蝕材料的選擇 耐縫隙腐蝕材料的選擇 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 耐縫隙腐蝕材料的選擇 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 耐縫隙腐蝕材料的選擇 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 電化學(xué)保護(hù)采用外加電流法或犧牲陽(yáng)極法進(jìn)行陰極保護(hù)，可以防止縫隙腐蝕。 耐縫隙腐蝕材料的選擇 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 電化學(xué)保護(hù) 采用緩蝕劑緩蝕劑常被用來(lái)保護(hù)設(shè)備(冷卻系統(tǒng)、冷卻器等)，以防止產(chǎn)生嚴(yán)重的縫隙腐蝕。

20、但它們消耗得非常快，進(jìn)入縫隙時(shí)常受到阻滯，縫隙中緩蝕劑濃度的降低時(shí)常造成濃差電池的出現(xiàn)，因此帶縫隙的結(jié)構(gòu)要想受到保護(hù)，就需要高濃度的緩蝕劑。 耐縫隙腐蝕材料的選擇 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案 電化學(xué)保護(hù) 采用緩蝕劑1. 縫隙腐蝕的特征是什么？2. 防止縫隙腐蝕的措施有哪些？沿著或緊挨著金屬的晶粒邊界發(fā)生的腐蝕稱(chēng)為晶間腐蝕。通常金屬材料為多晶結(jié)構(gòu)，存在晶界，晶界的物理化學(xué)狀態(tài)與晶粒本身不同，在特定的使用介質(zhì)中，由于微電池作用而引起局部破壞，這種局部破壞是從表面開(kāi)始，沿晶界向內(nèi)發(fā)展，直至整個(gè)金屬由于晶界破壞而完全喪失強(qiáng)度。所以在表面還看不出破壞時(shí)，實(shí)際晶粒間已失去了結(jié)合力，敲擊金屬時(shí)已喪失金屬聲音，這是一種危害

21、性很大的局部腐蝕。晶間區(qū)遭受優(yōu)先的選擇性腐蝕，從腐蝕電化學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，金屬的晶界區(qū)為陽(yáng)極，晶粒為陰極。但是，晶界反而是陰極的情況也有。在探究晶界陽(yáng)極區(qū)的來(lái)源、發(fā)展和分布時(shí)，有不同的依據(jù)和見(jiàn)解，因而，形成了許多不同的晶間腐蝕理論。(1) 貧鉻理論（又統(tǒng)稱(chēng)貧乏理論）最早發(fā)現(xiàn)于奧氏體不銹鋼，由于晶界析出碳化鉻而引起晶界附近鉻的貧化而造成晶間腐蝕，所以有人提出了貧鉻理論。近年來(lái)用貧乏理論也滿(mǎn)意地解釋鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕及杜拉鋁(Al-Cu合金)和Ni-Mo合金的晶間腐蝕。(1) 貧鉻理論（又統(tǒng)稱(chēng)貧乏理論）(1) 貧鉻理論（又統(tǒng)稱(chēng)貧乏理論）(2) 晶界吸附理論在一些非敏化態(tài)鋼中，主要由于雜質(zhì)元素(P、

22、S)等在晶界吸附而產(chǎn)生晶間腐蝕。如超低碳的18Cr-Ni9鋼，在1050固溶處理后，在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中(如硝酸加重鉻酸鹽)會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕，這顯然不能用M23C6沉淀及相析出來(lái)解釋。(1) 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕多數(shù)是在經(jīng)427816處理后發(fā)生的。由相圖可知，高溫速冷形成的過(guò)飽和碳的奧氏體，在400 850的溫度下加熱時(shí)，會(huì)使碳化物沉淀析出。(1) 奧氏體不銹鋼(2) 鐵氏體不銹鋼非穩(wěn)定化的鐵素體不銹鋼焊接后具有晶間腐蝕傾向，晶間腐蝕的發(fā)生部位常在焊縫金屬和熔合線處，即焊接過(guò)程中的高溫受熱區(qū)域。(1) 奧氏體不銹鋼(2) 鐵氏體不銹鋼主要有Incoloy系列，這類(lèi)合金與不銹鋼一樣，存在

23、晶間腐蝕問(wèn)題。(3) 鐵基高鎳耐蝕合金(1) 奧氏體不銹鋼(2) 鐵氏體不銹鋼(4) 鎳基耐蝕合金(3) 鐵基高鎳耐蝕合金Inconel系列，這類(lèi)合金在927982短時(shí)加熱后以及在427871長(zhǎng)時(shí)間加熱后，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的晶間腐蝕傾向。(1) 奧氏體不銹鋼(2) 鐵氏體不銹鋼(4) 鎳基耐蝕合金(5) 鋁及鋁合金(3) 鐵基高鎳耐蝕合金(1) 化學(xué)成分的影響 C A體不銹鋼中隨C% ，晶間腐蝕傾向 。(1) 化學(xué)成分的影響 C Cr、Ni、Mo、SiCr、Mo含量 ，可降低C活度，有利于減弱晶間腐蝕傾向。而Ni、Si是非K形成元素，會(huì) C的活度，降低C在A體中的溶解度促進(jìn)C的擴(kuò)散及K析出。(1)

24、化學(xué)成分的影響 C Cr、Ni、Mo、Si Ti、NbTi和Nb與C的親和力大于Cr與C的親和力，高溫時(shí)能形成穩(wěn)定的K-TiC及NbC。從而大大降低了鋼中固溶C量，使Cr的K難以析出，因此，加入Ti、Nb可降低產(chǎn)生晶間腐蝕傾向的敏感性。(1) 化學(xué)成分的影響 C Cr、Ni、Mo、Si Ti、Nb B加入0.0040.005%B可在晶界吸附，從而減少了C、P等在晶界的偏析，可降低晶間腐蝕傾向。(1) 化學(xué)成分的影響(2) 加熱溫度與時(shí)間的影響(TTS曲線)(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施 降低C、N、P等元素的含量，提高鋼的純凈度(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施 加入少量穩(wěn)定化元素，控

25、制晶界吸附和抑制晶界沉淀(加B、加Ti、Nb)(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施 采用固溶處理(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施 對(duì)含Ti、Nb的不銹鋼采用穩(wěn)定化處理(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施 在需要冷加工和于相當(dāng)敏化溫度的條件下進(jìn)行處理的場(chǎng)合，應(yīng)遵循先冷加工、后進(jìn)行熱處理的原則。(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施 基于增加晶界面積、分散沉淀相的觀點(diǎn)，應(yīng)控制晶粒度，使其細(xì)化，但是基于細(xì)晶粒易蝕落考慮，應(yīng)粗化。因此，晶粒度應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況來(lái)確定。(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施(2) 防止F體不銹鋼晶間腐蝕的措施 應(yīng)盡量降低C、N、P含量，提高鋼的純凈度(1) 防止A體不銹鋼晶

26、間腐蝕的措施(2) 防止F體不銹鋼晶間腐蝕的措施 添加穩(wěn)定化元素(1) 防止A體不銹鋼晶間腐蝕的措施(2) 防止F體不銹鋼晶間腐蝕的措施 當(dāng)F體不銹鋼中含有Ni時(shí)，為防止晶間腐蝕，應(yīng)依Ni量的不同，采用不同的熱處理制度。1. 什么叫晶間腐蝕？2. 防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕有哪些措施？電偶腐蝕又稱(chēng)接觸腐蝕，或稱(chēng)異金屬腐蝕。當(dāng)兩種金屬或合金相接觸時(shí)，在溶液中可以發(fā)現(xiàn)在該液中電位較負(fù)的金屬腐蝕速度加大，而電位較正的金屬受到保護(hù)，這種現(xiàn)象就是電偶腐蝕。電偶腐蝕與相互接觸的金屬在溶液中的電位差有關(guān)，因此構(gòu)成了腐蝕原電池。接觸金屬的電位差為電偶腐蝕的推動(dòng)力。一般地講，兩種金屬的電極電位差愈大，電偶腐蝕愈嚴(yán)

27、重。電偶腐蝕的推動(dòng)力是電位差，而電偶腐蝕速度的大小和電偶電流成正比，可以用下式表示：從上式中可見(jiàn)，如穩(wěn)定電位(腐蝕電位)起始電位差越大，Pc、Pa、R越小，則I越大，導(dǎo)致陽(yáng)極加速腐蝕。電偶效應(yīng)指的是：A、B兩種金屬偶接后，陽(yáng)極金屬(B)的腐蝕電流iB與未偶合時(shí)該金屬的自腐蝕電流iB之比 稱(chēng)為電偶腐蝕效應(yīng)。電偶腐蝕效應(yīng)說(shuō)明了陽(yáng)極金屬B溶解速度增加了多少倍。越大，則電偶腐蝕越嚴(yán)重。設(shè)等面積的兩種金屬M(fèi)A和MB，當(dāng)它們分別處于含H+為去極化劑的腐蝕介質(zhì)中時(shí)，由于微電池的作用，將各自發(fā)生電極反應(yīng)金屬M(fèi)AMA MAn+ + ne2H+ + 2e H2金屬M(fèi)BMB MBn+ + ne2H+ + 2e H2金屬A的腐蝕電位為