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什么是晶间腐蚀,它是不锈钢板材料在某种腐蚀介质中沿组织晶界产生的一种局部腐蚀,其不会使不锈钢板面出现任何变化,但却会导致晶粒间结合力逐渐丧失,进而完全失去应有的金属强度,终使得不锈钢设备出现突发性损坏。
不仅是不锈钢板,很多其他金属均存在晶间腐蚀的倾向。但不锈钢材料、含钼镍基合金和铝合金等晶间腐蚀现象比较突出。假如存在应力,就会由晶间腐蚀转变成沿晶间应力腐蚀破坏。从贫化理论角度出发,晶间腐蚀是因为晶界析出新相,导致晶界附近某种成分出现缺乏。例如奥氏体不锈钢在回火过程中过饱和碳部分或完全以Cr23C6 形式在析出于晶界,会快速减少碳化物附近的碳和铬浓度,使得晶界上产生贫铬区,而贫铬区作为阳极会受到腐蚀。
对低碳与超低碳不锈钢来讲,是没有碳化物在晶界析出导致贫铬的条件。不过有实践表明,低碳与超低碳不锈钢,尤其是高铬高钼不锈钢,在650-850℃受热时,在强氧化介质中,或其电位在过钝化区时,也会产生晶间腐蚀。铁素体不锈钢在900 ℃之上时高温区快冷容易发生晶间腐蚀。就算是碳氮含量极低的超铁素体不锈钢也会出现晶间腐蚀。不过在700-800℃情况下重新加热就能够去除晶间腐蚀。
铁素体不锈钢在焊接加工后在焊缝金属与熔合线处容易形成晶间腐蚀。18Cr-9Ni不锈钢在温度大于750℃时,不会形成晶间腐蚀,而在 600-700℃区间时,晶间腐蚀的倾向也是非常严重的。当温度小于600℃时,就要很长时间才会形成晶间腐蚀倾向,当温度小于450℃时就基本上不会形成晶间腐蚀倾向。
检测不锈钢材料是否会有晶间腐蚀倾向的方法是,通常使用敏化处理加工工艺。不锈钢材料加热至晶间腐蚀温度是敏感的,当恒温处理相应时间后,这种处理工艺叫做敏化处理,形成晶间腐蚀敏感的温度就叫做敏化温度。18Cr-8Ni不锈钢敏感的温度是650-700 ℃,形成晶间腐蚀倾向所要的短时间是1-2小时。
避免不锈钢出现晶间腐蚀的办法有四种,第一种是降低含碳量,当不锈钢中碳质量分数低于0.03%时,就算在700℃较长时间回火也不会产生晶间腐蚀。第二个办法是添加可以固定碳的合金元素。第三种是对不锈钢材料进行固溶处理。第四种是使用双相钢,使用铁素体与奥氏体双相不锈钢能够有效抗晶间腐蚀。