晶间腐蚀资料讲解.ppt

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1、晶间腐蚀2晶间腐蚀的特征是在金属表面还看不出破坏时，晶粒之间已丧失了结合力，也失去了金属的清脆声，严重时只要轻轻敲打就会破碎成粉末。晶间腐蚀的特征产生晶间腐蚀的条件：金属或合金中含有杂质，或者有第二相沿晶界析出。晶界与晶粒内化学成分的差异，在适宜的介质中形成腐蚀的电池，晶界为阳极，晶粒为阴极，晶界产生选择性溶解。有特定的腐蚀介质存在。在某些合金-介质体系中，往往产生严重的晶间腐蚀。例如奥氏体不锈钢在弱氧化性介质（如充气海水）或强氧化性介质（如浓硝酸）的特定腐蚀介质中，可能产生严重的晶间腐蚀。3合金元素贫乏化；晶界析出不耐蚀的阳极相

2、；杂质或溶质原子在晶界区偏析；晶界处因相邻晶粒间的晶向不同，刃型位错和空位在该处富集；由于新相析出或转变，造成晶界处具有较大的内应力。由上述原因，使晶界行为发生了显著的变化。造成晶界、晶界附近和晶粒之间很大的电化学不均匀性。这种电化学不均匀性引起金属晶界和晶粒本体的不等速溶解，引起晶间腐蚀。晶界腐蚀行为的原因45贫化理论、晶间相析出理论、晶界吸附理论。晶间腐蚀机理1、贫化理论：该理论认为，晶间腐蚀是由于晶界易析出第二相，造成晶界某一成分的贫乏化。对于奥氏体不锈钢，因晶界析出Cr23C6相，造成晶界贫铬，则为贫铬理论；对于镍钼合金

3、，晶界析出Ni7Mo5，晶界贫钼；对于铜铝合金，晶界析出CuAl2，造成晶界贫铜。67例如将奥氏体不锈钢1Cr18Ni9加热至1050~1150℃固溶碳的固溶度为010~015%，随后进行淬火，经固溶处理的1Cr18Ni9钢是一种碳过饱和体，不会产生晶间腐蚀。在700~800℃温度范围内，碳的固溶量不超过0.02%，过饱和的碳要全部或部分从奥氏体中析出，这时碳将扩散到晶界处，并与晶界处的铁和铬化合生成含铬量高的碳化物Cr23C6，消耗了晶界区的铬，而铬在晶粒内部的扩散速度比其在晶界处的扩散速度要慢得多，来不及补充晶界区消耗的铬

4、，因此在晶界区形成贫铬区。8淬火处理：在高于转变温度T1以上的温度进行保温，然后进行急冷，使过饱和固溶体在室温下得以保留的处理工艺。也称淬火处理。敏化处理：在T2以下的温度区间保温，使过饱和固溶体析出新相的处理工艺。一般称回火处理或时效处理，在晶间腐蚀研究领域中，常称为敏化处理。9对于不锈钢来说，由于晶界钝态受到破坏，在晶界上析出的碳化铬周围贫化铬区就成为阳极区，而碳化铬和晶粒处于钝态成为阴极区，在腐蚀介质中晶界与晶粒构成活化-钝化微电池，该电池具有大阴极-小阳极的面积比，加速了晶界区的腐蚀。实验证实：有人测得了18-8不锈钢在6

5、50℃敏化2h后的贫铬区的宽度为150~200nm。并测得奥氏体不锈钢晶粒和晶界的阳极极化曲线。不锈钢腐蚀电位处于活化区、活化-钝化过渡区、钝化-过钝化过渡区，都能产生晶间腐蚀。102、晶间相析出理论：对于低碳的高铬、高钼不锈钢已不存在贫铬的条件，可是在650~850℃内热处理时，会生成含铬42~48%的相FeCr金属间化合物。在过钝化电位下，相发生严重的腐蚀。其阳极溶解电流急剧地上升。可能是相自身的选择性溶解的缘故。相FeCr金属间化合物一般只能在很强的氧化性介质中才能发生溶解。因而检测这种类型的腐蚀必须使用氧化性很强

6、的65%的沸腾硝酸，才能够使不锈钢的腐蚀电位达到过钝化区。113、晶界吸附理论：超低碳不锈钢在1050℃固溶处理后，在强氧化性介质中也会出现晶间腐蚀，此时不能用贫铬或相析出理论来解释。实验表明，P杂质达100ppm或Si杂质达1000~2000ppm时，它们在高温区会使晶界吸附，并偏析在晶界上，这些杂质在强氧化剂介质作用下便发生溶解，导致晶界选择性的晶间腐蚀。这种钢经敏化处理后，反而不出现晶间腐蚀，这是由于碳和磷生成磷的碳化物，限制了磷向晶界的扩散，减轻杂质在晶界的偏析，消除或减弱了刚才对晶间腐蚀的敏感性。上述几种晶间腐蚀理论并

7、不矛盾，他们各自适用于一定的合金组织状态和介质条件。贫化理论适用于弱氧化性介质，晶间相析出理论适用于强氧化剂介质、金相中有相的高铬、高钼不锈钢，晶界吸附理论适用于强氧化剂介质。121、热处理温度与时间的影响：不锈钢在能够产生晶间腐蚀的电位区，是否产生晶间腐蚀以及腐蚀程度如何，都由钢的热处理制度对晶间腐蚀的敏感性所决定，即取决于受热的程度、时间及冷却速度。影响晶间腐蚀的因素：13142、合金成分的影响：碳对晶间腐蚀有重大影响，随着含碳量增高，晶间腐蚀倾向愈严重。不仅使产生晶间腐蚀倾向的加热温度和时间范围扩大，而且晶间腐蚀程度加重

8、、固溶温度升高。铬、镍、钼、硅：Cr、Mo含量增高，可降低C的活度，有利于减弱晶腐蚀倾向；Ni、Si等是不形成碳化物的元素，会提高C的活度、降低C在奥氏体中的溶解度，促进碳化物的析出。钛、铌：对于抗晶间腐蚀是有益的，因为它们同C的亲和力大于Cr同C