晶間腐蝕A法實驗

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基本概念
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(fā)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(jīng)受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現(xiàn)于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工廠的一個重大問題。
不銹鋼的晶間腐蝕
不銹鋼在腐蝕介質作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱為晶間腐蝕。
產(chǎn)生晶間腐蝕的不銹鋼，當受到應力作用時，即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)(HAZ)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕(KLA)。
不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質量分數(shù)必須大于10~12%。當溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴散速度大于鉻的擴散速度。因為室溫時碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02%～0.03%，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C6等。數(shù)據(jù)表明，鉻沿晶界擴散的活化能力162～252KJ/mol，而鉻由晶粒內(nèi)擴散活化能約540KJ/mol，即:鉻由晶粒內(nèi)擴散速度比鉻沿晶界擴散速度小，內(nèi)部的鉻來不及向晶界擴散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內(nèi)部，而是來自晶界附近，結果就使晶界附近的含鉻量大為減少，當晶界的鉻的質量分數(shù)低到小于12%時，就形成所謂的“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質作用下，貧鉻區(qū)就會失去耐腐蝕能力，而產(chǎn)生晶間腐蝕。
不銹鋼的敏化
含碳量超過0.03%的不穩(wěn)定的奧氏體型不銹鋼（即不含鈦或鈮的0Cr18Ni9不銹鋼），如果熱處理不當則在某些環(huán)境中易產(chǎn)生晶間腐蝕。這些鋼在425-815℃之間加熱時，或者緩慢冷卻通過這個溫度區(qū)間時，都會產(chǎn)生晶間腐蝕。這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成最鄰近的區(qū)域鉻貧化使得這些區(qū)域對腐蝕敏感。敏化作用也可出現(xiàn)在焊接時，在焊接熱影響區(qū)造成其后的局部腐蝕。
最通用的檢查不銹鋼敏感性的方法是65%硝酸腐蝕試驗方法。試驗時將鋼試樣放入沸騰的65%硝酸溶液中連續(xù)48h為一個周期，共5個周期，每個周期測定重量損失。一般規(guī)定，5個試驗周期的平均腐蝕率應不大于0.05mm/月。