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                  晶間腐蝕試驗

                  晶間腐蝕試驗

                  檢測目的: 檢驗材料抗晶間腐蝕能力
                  檢測范圍: 鋁及鋁合金、不銹鋼、鎳基合金等金屬及合金
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                  晶間腐蝕英文名稱:intergranular corrosion;intercrystalline corrosion

                         一種金屬,晶界非常活潑,在晶界或鄰近區產生局部腐蝕,而晶粒的腐蝕則相對很少,這就是晶間腐蝕。晶間腐蝕使金屬碎裂(晶粒脫裂),同時使金屬喪失強度。晶間腐蝕是由晶界的雜質或晶界區某一合金元素的增多或減少引起的。

                         說明:主要由于晶粒表面和內部間化學成分的差異以及晶界雜質或內應力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結合,大大降低金屬的機械強度。而且腐蝕發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減弱,力學性能惡化, 不能經受敲擊,所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。

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                  晶間腐蝕特征
                         金屬與周圍介質接觸時,發生化學和電化學反應而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從熱力學觀點看,除少數貴金屬(如 Au 、 Pt )外,其它各種金屬都有轉變成離子的趨勢,晶粒之間會發生腐蝕。晶粒之間的腐蝕是沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展,它是一種選擇性腐蝕,與一般腐蝕不同,腐蝕不是從外表面開始,而是集中發生在金屬的晶界區,沿晶界深入金屬內部,這種腐蝕使金屬在外表面上看不出任何跡象的情況下,喪失其力學性能,金屬的強度幾乎完全喪失,嚴重的甚至失去金屬聲。
                  晶間腐蝕機理
                         最常見的晶間腐蝕多數是在弱氧化性或氧化性介質中發生的。因此,對絕大多數的腐蝕實例都可用貧化理論來解釋,溶質貧化理論是人們目前普遍接受的理論。“貧化”是個總稱,對不銹鋼和鉬、鉻、鎳合金是指貧鉻,對鉛銅合金是指貧銅。這個理論能解釋奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕,解釋回火溫度和時間、鋼的含碳量、碳化物生成元素的含量,以及保證鋼的耐蝕性的合金元素( Cr,Mo,Si)對晶界腐蝕的影響等。
                  晶間腐蝕試驗標準
                  不銹鋼晶間腐蝕試驗:ASTM A 262-2014     GB/T4334-2008     ISO 3651-2:1998     ASTM A763-93(R2009)
                  煅制高鎳鉻軸承合金晶間腐蝕敏感性的檢查用測試方法 方法A:ASTM G28-02(2008)
                  不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗:GB/T21433-2008
                  鎳基合金晶間腐蝕A法:GB/T 15260-1994
                  煅制高鎳鉻軸承合金晶間腐蝕敏感性的檢查用測試方法 方法A:ASTM G28-02(2008)
                  5XXX系鋁合金晶間腐蝕試驗方法 質量損失法:GB/T 26491-2011
                  鋁合金晶間腐蝕測定方法:GB/T 7998-2005
                  用浸入氯化鈉+過氧化氫溶液的方法評定可熱處理鋁合金的晶間腐蝕 :ASTM G110-1992(2009)
                  評定沸騰酸化氯化鈉溶液中鎳含量不同的不銹合金應力晶間腐蝕開裂:ASTM G123-2000(2011)
                  晶間腐蝕防
                  晶間腐蝕的存在,會發展造成斷裂,最終會引起設備事故,為防止晶界腐蝕,可以從改變鋼的化學成分和改變人處理工藝方面來實施。具體為:
                  1、降低碳含量
                  降低碳含量,可以減少和避免形成鉻的碳化物,降低形成晶界腐蝕的傾向,使鋼中含碳量低于平衡狀態下在奧氏體內的飽和溶解度。通常鋼中含碳量降至0.03%以下稱為“超低碳”不銹鋼,可以避免形成鉻的碳化物,滿足抗晶間腐蝕性能的要求。
                  2、添加化學元素
                  采取向鋼中加入強碳化物形成元素如Ti、Nb等,并經穩定化熱處理,由于這些元素與碳的結合力比鉻大得多,會形成TiC、NbC等穩定性碳化物,避免了鉻的碳化物形成。
                  3、調整金屬相
                  通過調整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例,使其具有奧氏體+鐵素體雙相組織,其中鐵素體占5-12%,這種雙相組織可有效防止晶間腐蝕。
                  4、工藝措施
                  采用適當熱處理工藝,控制在危險溫度區的停留時間,防止過熱,施焊時快焊快冷,使碳來不及析出。常見:
                  1)固溶處理,將鋼加熱1050-1150℃后水淬,使鉻化物溶于奧氏體中,這種方法只適合不再焊接的奧氏體鋼。
                  2)穩定化處理,一般在固溶處理后進行,將鋼加熱到850-880℃保溫后空冷,此時Cr的碳化物完全溶解,脫離鈦的碳化物不完全溶解,且在冷卻過程中充分析出,使碳不可能再形成鉻的碳化物,因而有效地消除了晶間腐蝕。
                  3)鐵素體不銹鋼的敏化溫度在900℃以上,而在700-800℃退火即可以消除晶間腐蝕傾向。
                  4)去應力處理。一般加熱到300-350℃回火。對于不含穩定化元素Ti、Nb的鋼,加熱溫度不超過450℃,以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對于超低碳和含Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件,需在500-950℃,加熱,然后緩冷,消除應力,可以減輕晶間腐蝕傾向
                  晶間腐蝕試驗設備

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                  標簽: 不銹鋼晶間腐蝕試驗
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