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不銹鋼晶間腐蝕產生的機理

靜態混合器|混合器|管道混合器 加入時間:2022-3-12 9:49:02  點擊:
不銹鋼晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕, 腐蝕沿著金屬或合金晶粒邊界或它的臨近區域發展, 而晶粒腐蝕很輕微,這種腐蝕便稱為晶間腐蝕,這種腐蝕使晶粒間的結合力大大削弱。嚴重的晶間腐蝕,可使金屬失去強度和延展性,在正常載荷下碎裂?,F代晶間腐蝕理論, 主要有貧鉻理論和晶界雜質選擇溶解理論。 1、 貧鉻理論 常用的奧氏體不銹鋼, 在氧化性或弱氧化性介質中之所以產生晶間腐蝕, 多半是由于加工或使用時受熱不當引起的。所謂受熱不當是指鋼受熱或緩慢冷卻通過450~850 ℃溫度區, 鋼就會對晶間腐蝕產生敏感性。 所以這個溫度是奧氏體不銹鋼使用的危險溫度。不銹鋼材料在出廠時已經固溶處理,所謂固溶處理就是把鋼加熱至1050~1150 ℃后進行淬火, 目的是獲得均相固溶體。奧氏體鋼中含有少量碳, 碳在奧氏體中的固溶度是隨溫度下降而減小的。 如0Cr18Ni9Ti , 在1100 ℃時, 碳的固溶度約為0. 2 % , 在500~700 ℃時, 約為0. 02 %。所以經固溶處理的鋼,碳是過飽和的。 當鋼無論是加熱或冷卻通過450~850 ℃時,碳便可形成( Fe 、Cr) 23C6 從奧氏體中析出而分布在晶界上。( Fe 、Cr) 23C6 的含鉻量比奧氏體基體的含鉻量高很多, 它的析出自然消耗了晶界附近大量的鉻, 而消耗的鉻不能從晶粒中通過擴散及時得到補充, 因為鉻的擴散速度很慢, 結果晶界附近的含鉻量低于鈍化必須的的限量(即12 %Cr) ,形成貧鉻區, 因而鈍態受到破壞, 晶界附近區域電位下降, 而晶粒本身仍維持鈍態, 電位較高, 晶粒與晶界構成活態———鈍態微電偶電池, 電池具有大陰極小陽極的面積比,這樣就導致晶界區的腐蝕。 2、晶界雜質選擇溶解理論 在生產實踐中, 我們還了解到奧氏體不銹鋼在強氧化性介質(如濃硝酸) 中也能產生晶間腐蝕, 但腐蝕情況和在氧化性或弱氧化性介質中的情況不同。 通常發生在經過固溶處理的鋼上,經過敏化處理的鋼一般不發生。當固溶體中含有磷這種雜質達100ppm 時或硅雜質為1000 - 2000ppm 時, 它們便會偏析在晶界上。這些雜質在強氧化性介質作用下便發生溶解, 導致晶間腐蝕。而鋼經敏化處理時, 由于碳可以和磷生成(MP) 23C6 , 或由于碳的首先偏析限制了磷向晶界擴散, 這兩種情況都會免除或減輕雜質在晶界的偏析, 就消除或減弱了鋼對晶間腐蝕的敏感性。 上述兩種解釋晶間腐蝕機理的理論各自適用于一定合金的組織狀態和一定的介質, 不是互相排斥而是互相補充的。生產實踐中最常見的不銹鋼的晶間腐蝕多數是在弱氧化性或氧化性介質中發生的,因而絕大多數的腐蝕實例都可以用貧鉻理論來解釋。 在生產實踐中, 我們還了解到奧氏體不銹鋼在強氧化性介質(如濃硝酸) 中也能產生晶間腐蝕, 但腐蝕情況和在氧化性或弱氧化性介質中的情況不同。 通常發生在經過固溶處理的鋼上,經過敏化處理的鋼一般不發生。當固溶體中含有磷這種雜質達100ppm 時或硅雜質為1000 - 2000ppm 時, 它們便會偏析在晶界上。這些雜質在強氧化性介質作用下便發生溶解, 導致晶間腐蝕。而鋼經敏化處理時, 由于碳可以和磷生成(MP) 23C6 , 或由于碳的首先偏析限制了磷向晶界擴散, 這兩種情況都會免除或減輕雜質在晶界的偏析, 就消除或減弱了鋼對晶間腐蝕的敏感性。 上述兩種解釋晶間腐蝕機理的理論各自適用于一定合金的組織狀態和一定的介質, 不是互相排斥而是互相補充的。生產實踐中最常見的不銹鋼的晶間腐蝕多數是在弱氧化性或氧化性介質中發生的,因而絕大多數的腐蝕實例都可以用貧鉻理論來解釋。
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