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奥氏体不锈钢晶间腐蚀测试方法

不锈钢合(he)金化原理

不锈钢是指能耐大气、水、含有酸、碱、盐的溶液以及其它腐蚀介质的侵蚀,具有高度化学稳定性的钢种系列。(化学腐蚀和电化学腐蚀)
(1)使钢的表面形成致密的保护膜,以防止周围介质与钢的基体发生作用,从而提高其抗氧化性。加入合金元素铬、硅、铝等,高温下钢的表面可生成Cr2O3,Al2O3,SiO2等致密的氧化膜(又称钝化膜),使金属内部不再进一步腐蚀。
(2)加入合金元素,提高钢基体的电极电位,从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。一般往钢中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高其电极电位。不锈钢中Cr的含量不低于12%

奥(ao)氏体不锈钢晶间腐蚀原理

奥氏体(ti)不(bu)(bu)锈(xiu)钢是克服马氏体(ti)不(bu)(bu)锈(xiu)钢耐(nai)蚀性不(bu)(bu)足和(he)铁素(su)体(ti)不(bu)(bu)锈(xiu)钢脆(cui)性过大而发(fa)展起来的。基(ji)本成分(fen)为l8%Cr、8%Ni简称(cheng)18-8钢。其(qi)特点是含(han)碳量低于0.1%,利(li)用Cr、Ni配合获得(de)单相奥氏体(ti)组(zu)织。

C在奥氏体中溶解度0.02%~0.03%

450-800℃敏化处理

铬的扩散速度较小,来不及向晶界扩散

硫酸-硫酸铜试验原理

不锈钢在硫酸-硫酸铜试样中的腐蚀电位在+0.3~+0.58V范围内(相对于标准氢电极),在此电位范围内,晶粒表面的腐蚀速度最小,而贫铬区的腐蚀速度很大。如果敏化严重,例如铬量为7.5%(重量)时,贫铬区将被腐蚀,腐蚀速度大于105μA/cm2 .这样大的腐蚀速度差,将会引起严重的晶间腐蚀。大部分的晶粒因晶间腐蚀变得像没有粘接的砖砌结构一样。电阻,机械性能却发生了明显的改变,故弯曲裂纹、电阻和抗拉强度变化乃是这一试验方法的较好评判依据。
在硫酸-硫酸铜溶液中腐蚀电位是处在+0.3~+0.58V范围上限部分(如+0.58V处)。但是,把金属铜屑或铜丸放入溶液中并与试样接触时,试样的电位变得和铜的电位相同,为+0.3V(对标准氢电极)。也就是根据Cu2+、Cu+和Cu的共存电位,并在此电位下保持恒定。在这一电位下,它可能在活化区内腐蚀。晶间腐蚀的穿透速度很大,可以把试验时间缩短到24h,甚至有些钢种还经不起这样长的浸蚀,试验时间还可以缩短到15h.

试验操作

1、标准:GB/T 4334-2008、ASTM A262-2013
2、设备:1L带冷凝回流装置的锥形磨瓶,保持微沸状态的加热装置
3、溶液配制:100g分析纯硫酸铜(优级纯)溶解于700ml蒸馏水中,加入100ml优级纯硫酸(化学纯),再用蒸馏水稀释到1000ml。
4、敏化处理:超低碳(0.03%)或加入稳定化元素(钛、铌),650℃,压力加工件保温2小时,铸件保温1小时,空冷(675℃,保温1小时)
5、试验溶液应高出最上层试样20mm,仲裁试验时,按试样表面积计算,不小于8ml/cm2(保证试样浸泡在溶液内,不小于8ml/cm2,一个试验容器中允许测试三个试样)

6、试验时间:沸腾后计时16h(至少为15小时)
7:试样弯曲:试样厚度不大于1mm时,压头直径为1mm,大于1mm,压头直径为5mm(弯曲直径与试样厚度相等),铸钢件弯曲90 ° ,其余均弯曲180°(弯曲180°,塑性较差,未试验试样最大弯曲直径)
8、试样制备:80×20×5(国标),2块或4块,每个试样均测试2个被检验面75×25×5(美标),1块,薄板2块

结果评定

1、10倍放大镜下观察弯曲面,有无晶间腐蚀产生的裂纹。弯曲棱角产生的裂纹或者滑移线、皱纹和表面粗糙都不能认为是晶间腐蚀产生的裂纹。(低倍5-20X观察,有无裂纹或开裂)
2、弯曲法无法检测或对结果有疑义,采用金相法150-500(100-250)怀疑裂纹是由于弯曲产生的,对一未经腐蚀的试样进行弯曲
3、国标无缝钢管内表面?压扁试验?铸钢件2个空白样?

晶间腐蚀试样弯曲后宏观形貌

未(wei)发生晶间腐蚀(shi)试样弯(wan)曲(qu)后(hou)(hou)宏(hong)观形(xing)貌 已发生晶间腐蚀(shi)试样弯(wan)曲(qu)后(hou)(hou)宏(hong)观形(xing)貌

未发生晶间腐蚀试样表面金相组织

未发生晶间(jian)腐蚀(shi)试(shi)样表面金(jin)相组织

已发生晶间腐蚀试样表面金相组织

已发生晶间腐蚀试样表面金相组织


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