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1、第27卷第2期中国腐蚀与防护学报Vol.27No.22007年4月JournalofChineseSocietyforCorrosionandProtectionApr.200718-8奥氏体不锈钢的晶间腐蚀张述林李敏娇王晓波陈世波(四川理工学院材化系自贡643000)摘要:介绍了奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理,讨论了C、Cr、N等元素以及加热时间、温度、冷却速度和焊接等工艺条件对晶间腐蚀的影响,并提出了相应的预防措施.关键词:不锈钢晶间腐蚀中图分类号:TG157文献标识码:A文章编号:100524537(2007)0220124205致奥氏体中Cr含量低于12mass%,
2、那么在晶界两侧1前言便形成了贫Cr区,即晶界区和晶粒本体有了明显的18-8型奥氏体不锈钢是工业中应用最广的不差异.晶粒与晶界构成活态-钝态的微电偶结构,从锈钢之一,在常温和低温下有良好的韧型、塑性、焊而形成晶界腐蚀.用透射电镜薄膜技术可直接观察接性、抗腐蚀性及无磁性,也有抗化学腐蚀和电化学到贫Cr区,并测定贫Cr区的宽度和贫化程度.另腐蚀的能力,广泛应用于石油化工、冶金机械、航空外,支持贫Cr理论的有利证据,是利用阳极极化曲航海、仪器仪表、家用电器和五金制造等行业.晶间线间接测出电流密度,不锈钢随Cr含量的降低,其[1～4]腐蚀(IGC)是18-8型奥氏体不锈钢常发生的
3、临界电流密度和钝化电流密度也相应增加.一种局部腐蚀.不锈钢发生晶间腐蚀时,金属外形几不锈钢在强氧化性介质中也会发生晶间腐蚀,[11,12]乎不发生任何变化,但是晶粒间的结合力却有所下但不发生在经过敏化处理的不锈钢,而是发生降,使钢的强度、塑性和韧性急剧降低;如果遇有内在经固溶处理的不锈钢上.对于这类晶间腐蚀显然外应力的作用,轻者稍经弯曲便可产生裂纹,重者敲不能用贫Cr理论来解释,可用晶界区选择性溶解理击即可碎成粉末.晶间腐蚀不易检测,常造成设备的论来解释.当晶界上析出了σ相(FeCr金属间化合突然破坏,危害性极大.据统计,这类腐蚀约占总腐物),或是有杂质(如P、Si)偏
4、析,在强氧化性介质[5,6]中便会发生选择性溶解蚀类型的1012%.另外,晶间腐蚀常常会加快均,以致发生晶间腐蚀.而敏化匀腐蚀.因此,分析奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因,加热时析出的碳化物有可能使杂质不富集或者程度采取相应措施避免晶间腐蚀的发生具有重要的经济减轻,从而消除或减少晶间腐蚀倾向.对于“晶界杂和技术意义.质选择性溶解理论”有力的证据是,用俄歇电子能谱仪(AES)可以检测到晶界区存在P、Si,而晶体内却检2晶间腐蚀机理测不到P、Si,表明晶体内和晶界存在浓度差异.晶间腐蚀的机理[7～10],主要有“贫Cr理论”和另外,晶间腐蚀的机理还有“晶界吸附理论”、“晶间区偏析
5、杂质或第二相选择性溶解理论”等.“亚稳沉淀相理论”等1这些理论彼此并不矛盾,互“贫Cr理论”认为,奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是由为补充.晶间腐蚀机理的研究十分重要,应充分应用[13,14]现代检测技术,研究晶间原子结构的改变、断于晶界区的贫铬所引起的.C在奥氏体中的饱和溶口形貌、化学成分的变化、腐蚀过程、腐蚀产物的成解度<0102%,不锈钢的C含量一般都高于这一数分以及晶界合金元素的相互影响等,进一步解释晶值.当不锈钢从固溶温度开始冷却时,C处于过饱和间腐蚀现象.状态.敏化处理时,C和Cr形成碳化物(主要为(Cr,Fe)23C6型)在晶界析出.由于(Cr,Fe)23C6中3
6、不锈钢晶间腐蚀的影响因素Cr含量很高,而Cr在奥氏体中扩散速率却很低,导311成分(1)C含量定稿日期:2006206220C是不锈钢敏化的关键性元素,对晶间腐蚀有作者简介:张述林,1964年生,男,副教授,主要从事金属表面处理的[15]重大影响.C含量<0108mass%时,C析出量较研究.少;C含量>0108mass%时,则C析出量迅速增加.2期张述林等:18-8奥氏体不锈钢的晶间腐蚀125随着不锈钢中C含量的增加,在晶界生成的Cr3C2(5)其它元素数量随之增多,导致晶界形成“贫Cr区”的机会增不管是作为杂质元素还是作为合金的添加元多,产生晶间腐蚀的倾向增大,使不
7、锈钢的腐蚀速度素,晶间腐蚀主要取决于其在晶界的浓度和分布.一增大,可见C是晶间腐蚀最有害的元素之一.阮於般在晶间腐蚀区域的Si含量不超过晶粒本身的[16][24]珍等研究了316型不锈钢的晶间腐蚀性能认2～3倍.Kasparova认为,在沸腾的65%HNO3溶为,316L钢(01006mass%C)的抗晶间腐蚀性能优液中,含0107mass%C和313mass%Si的X20H20于316Ti(01036mass%C),而316Ti钢的抗晶间腐钢,Si和C相互促进,形成Cr23C6型的含Si碳化铬,蚀性能优于316钢,随着C含量的降低,如果
