不銹鋼晶間腐蝕問題

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1、不銹鋼晶間腐蝕問題晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶界發(fā)生的一種局部腐蝕。這種腐蝕是在金屬（合金）表面無任何變化的情況下，使晶粒間失去結(jié)合力，金屬強(qiáng)度完全喪失，導(dǎo)致設(shè)備突發(fā)性破壞。許多金屬（合金）都具有晶間腐蝕傾向。其中不銹鋼、鋁合金及含鉬的鎳基合金晶間腐蝕較為突出。如有應(yīng)力存在，由晶間腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐?yīng)力腐蝕破壞。貧化理論認(rèn)為，晶間腐蝕是由于晶界析出新相，造成晶界附近某一成分的貧乏化。如奧氏體不銹鋼回火過程中（400-800℃）過飽和碳部分或全部以Cr23C6形式在晶界析出，造成碳化物附近的碳與鉻的濃度急劇下降

2、，在晶界上形成貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)作為陽極而遭受腐蝕。對于低碳和超低碳不銹鋼來說，不存在碳化物在晶界析出引起貧鉻的條件。但一些實(shí)驗(yàn)表明，低碳，甚至超低碳不銹鋼，特別是高鉻、鉬鋼，在650-850℃受熱時，在強(qiáng)氧化介質(zhì)中，或其電位處于過鈍化區(qū)時，也發(fā)生晶間腐蝕。鐵素體不銹鋼在900℃以上高溫區(qū)快冷（淬火或空冷）易產(chǎn)生晶間腐蝕。即使極低碳、氮含量的超純鐵素體不銹鋼也難免產(chǎn)生晶間腐蝕。但在700-800℃重新加熱可消除晶間腐蝕。由此可見，鐵素體不銹鋼焊后在焊縫金屬和熔合線處易產(chǎn)生晶間腐蝕。18Cr-9Ni鋼在溫度高于750℃時，不產(chǎn)生晶

3、間腐蝕，而在600-700℃區(qū)間，晶間腐蝕傾向最嚴(yán)重。當(dāng)溫度低于600℃時，需長時間才能產(chǎn)生晶間腐蝕傾向，溫度低于450℃時基本不產(chǎn)生晶間腐蝕傾向。檢驗(yàn)?zāi)撤N鋼材是否有晶間腐蝕傾向，一般采用敏化處理工藝。鋼材加熱到晶間腐蝕最敏感的，恒溫處理一定時間，這種處理工藝稱為敏化處理，產(chǎn)生晶間腐蝕最敏感的溫度叫敏化溫度。18-8不銹鋼最敏感溫度為650-700℃，產(chǎn)生晶間腐蝕傾向所需要的最短時間為1-2小時。不銹鋼中，除了主要成分Cr、Ni、C外，還含有Mo、Ti、Nb等合金元素。它們晶間腐蝕的作用如下：1．碳：奧氏體不銹鋼中碳量越高，

4、晶間腐蝕傾向越嚴(yán)重，導(dǎo)致晶間腐蝕碳的臨界濃度為0.02%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。2．鉻：能提高不銹鋼耐晶間腐蝕的穩(wěn)定性。當(dāng)鉻含量較高時，允許增加鋼中含碳量。例如，當(dāng)不銹鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從18%提高到22%時，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)允許從0.02%增加到0.06%。3．鎳：增加不銹鋼晶間腐蝕敏感性。可能與鎳降低碳在奧氏體鋼中的溶解度有關(guān)。4．鈦、鈮：都是強(qiáng)碳化物生成元素，高溫時能形成穩(wěn)定的碳化物TiC及NbC，減少了碳的回火析出，從而防止了鉻的貧化。防止晶間腐蝕的措施：（1）降低含碳量。當(dāng)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.03%以下時，即使在700℃較長時間

5、回火也不會產(chǎn)生晶間腐蝕。（2）加入固定碳的合金元素。對含Ti、Nb元素的18-8不銹鋼，在高溫下使用時，要經(jīng)過穩(wěn)定化處理。即在常規(guī)的固溶處理后，還要在850-900℃保溫1-4小時，然后空冷至室溫，以充分生成TiC及NbC。（3）固溶處理。固溶處理能使碳化物不析出或少析出。但對含Ti、Nb的不銹鋼還要進(jìn)行穩(wěn)定化處理。（4）采用雙相鋼。采用鐵素體和奧氏體雙相鋼有利于抗晶間腐蝕。由于鐵素體在鋼中大多沿奧氏體晶界分布，含鉻量又較高，因此，在敏化溫度受熱時，不產(chǎn)生晶間腐蝕。藍(lán)點(diǎn)試驗(yàn)法藍(lán)點(diǎn)試驗(yàn)法是檢驗(yàn)不銹鋼表面酸洗鈍化質(zhì)量的方法，其原

6、理是檢測不銹鋼表面是否有鐵離子污染。鐵離子在不銹鋼表面形成原電池，會使不銹鋼發(fā)生電化學(xué)腐蝕。藍(lán)點(diǎn)檢驗(yàn)具體方法是：用1克鐵氰化鉀K3[Fe(CN6)]加3毫升(65%~85%)硝酸HNO3和100毫升水配制成溶液（宜現(xiàn)用現(xiàn)配）。然后用濾紙浸漬溶液后，貼附于待測表面或直接將溶液涂、滴于待測表面，30秒內(nèi)觀察顯現(xiàn)藍(lán)點(diǎn)情況，有藍(lán)點(diǎn)為不合格，無藍(lán)點(diǎn)為合格。該試驗(yàn)需待酸洗鈍化表面基本干燥后進(jìn)行。不銹鋼表面鈍化膜不完善或有鐵離子污染，就會有游離的鐵離子存在，那么即可發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe+K[Fe(CN6)]=KFe[Fe(CN6)]↓深藍(lán)

7、色+2K藍(lán)點(diǎn)檢驗(yàn)法一般應(yīng)用于不銹鋼化工容器制造，這是一種非常嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法，為使檢驗(yàn)通過，必須嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程，我們建議：1.不銹鋼放置要有專用的場地，一定要鋪木板或橡膠皮，嚴(yán)禁與碳鋼混放；2.各類加工設(shè)備，如滾板機(jī)、剪板機(jī)臺等要進(jìn)行清洗處理，滾軸、壓角要涂刷清漆，保證不銹鋼不與碳鋼直接接觸；3.工裝夾具采用不銹鋼材料或襯墊不銹鋼；4.酸洗的鋼絲刷要用不銹鋼材質(zhì)鋼絲刷；?消氫熱處理，也稱后熱處理。即在焊后將焊件加熱到250～350℃，保溫2～6小時，目的是使焊縫中的擴(kuò)散氫加速逸出，大大降低焊縫和熱影響區(qū)中的氫含量，防止產(chǎn)生冷

8、裂紋。????一般淬硬傾向較大的材料，焊后需要消氫熱處理，以免出現(xiàn)冷裂紋。???????防止氫腐蝕的途徑有:????一是降低降低鋼中碳的含量，例如采用微碳純鐵，可以完全消除氫腐蝕產(chǎn)生的根源；二是采用抗氫鋼，在鋼中加入鉬、鉻、鎢、鈮、鈦等元素，形成穩(wěn)定的鉻、鉬等碳化物，使氫與碳不能結(jié)合。我國