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304 不銹鋼的腐蝕

應力腐蝕

應力腐蝕是指零件在拉應力和特定的化學介質聯合作用下所產生的低應力脆性斷裂現象。

應力腐蝕由殘余或外加應力導致的應變和腐蝕聯合作用產生的材料破壞過程。 應力腐蝕導致材料的斷裂稱為應力腐蝕斷裂。

它的發生一般有以下四個特征：一、一般存在拉應力，但實驗發現壓應力有時也會產生應力腐蝕。二、對于裂紋擴展速率，應力腐蝕存在臨界 KISCC ，即臨界應力強度因子要大于 KISCC ，裂紋才會擴展。三、一般應力腐蝕都屬于脆性斷裂。四、應力腐蝕的裂紋擴展速率一般為 10- 6～ 10-3 mm/min，而且存在孕育期，擴展區和瞬段區三部分應力腐蝕機理的機理一般認為有陽極溶解和氫致開裂。

晶間腐蝕

說明 :局部腐蝕的一種。沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內部間化學成分的差異以及晶界雜質或內應力的存在。 晶間腐蝕破壞晶粒間的結合， 大大降低金屬的機械強度。 而且金屬表面往往仍是完好的，但不能經受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁和一些含鉻的合金鋼中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工廠的一個重大問題。晶間腐蝕是沿著或緊靠金屬的晶界發生腐蝕。 腐蝕發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。不銹鋼、鎳基合金、鋁合金等材料都較易發生晶間腐蝕。

不銹鋼的晶間腐蝕 :

不銹鋼在腐蝕介質作用下， 在晶粒之間產生的一種腐蝕現象稱為晶間腐蝕。 產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生在焊接接頭的熱影響區、焊縫或熔合線上，在熔合線上產生的晶間腐蝕又稱刀狀腐蝕。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質量分數必須大于 12%。當溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內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熔解度很小，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） 23C8 等。但是由于鉻的擴散速度較小，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低到小于 12%時，就形成所謂的“貧鉻區” ，在腐蝕介質作用下，貧鉻區就會失去耐腐蝕能力，而產生晶間腐蝕。

不銹鋼的晶間腐蝕

含碳量超過 0.03%的不穩定的奧氏體型不銹鋼（不含鈦或鈮的牌號） ，如果熱處理不當則在某些環境中易產生晶間腐蝕。這些鋼在 425-815℃之間加熱時，或者緩慢冷卻通過這個溫度區間時，都會產生晶間腐蝕。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域鉻貧化使得這些區域對腐蝕敏感。敏化作用也可出現在焊接時，在焊接熱影響區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 48h 為一個周期，共 5 個周期，每個周期測定重量損失。一般規定， 5 個試驗周期的平均腐蝕率應不大于0.05mm/月。

奧氏體型不銹鋼焊接結構的晶間腐蝕可用如下方法預防：

①使用低碳牌號 00Cr19Ni10 或 00Cr17Ni14Mo2 ，或穩定的牌號 0Cr18Ni11Ti 或 0Cr18Ni11Nb.使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時碳化物沉淀出造成有害影響的數量。

②如果面品結構件小，能夠在爐中進行熱處理，則可在 1040-1150℃進行熱處理以溶解碳化鉻，并且在425-815℃區間快速冷卻以防止瑞沉淀。焊接鐵素體不銹鋼在某些介質中也可能出現晶間腐蝕。這是當鋼從 925℃以上快速冷卻時，碳化物或氧化物沉淀， 金屬晶格應變造成的， 焊接后進行消除應力熱處理可消除應力并恢復耐腐蝕性能。 在 1Cr17 不銹鋼中加入超過 8 倍碳含量的鈦，通常可減少焊接鋼結構在一些介質中的晶間腐蝕。然而加入鈦在濃硝酸中不是有效的。

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