作业帮阐述不锈钢晶间腐蚀理论及阻止理论和方法
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/09 13:56:45
阐述不锈钢晶间腐蚀理论及阻止理论和方法
阐述不锈钢晶间腐蚀理论及阻止理论和方法
阐述不锈钢晶间腐蚀理论及阻止理论和方法
奥氏体不锈钢晶间腐蚀问题的研究及防止
郑海生
(河南新乡市高级技工学校,河南新乡453002)
1前言
不锈钢按组织可分为铁素体不锈钢：如Crl7、
Cr17Ti、Cr28等,马氏体不锈钢：如2Cr13、3Crl3、
4Cr13等,奥氏体不锈钢：如0Crl8Ni9Ti、1Crl8Ni9Ti、
Crl8Nil2Mo2Ti三种.由于奥氏体不锈钢含有较高的铬和
镍．可形成致密的氧化膜且热强性高,故奥氏体不锈钢比
其它不锈钢具有更优良的耐蚀性、塑性、高温性能和焊接
性,因此奥氏体不锈钢在航空、化工和原子能等工业中得
到日益广泛的应用.但在生产过程是如果焊条选用或焊接
工艺不正确时,会产生晶间腐蚀及焊接热裂纹.
2 晶间腐蚀的概念
晶间腐蚀是产生在晶粒之间的一种腐蚀形式(见
1).产生晶间腐蚀的不锈钢,受到应力作用时,晶间腐蚀
由表面开始而逐渐向内部发展.这种腐蚀对于承受重载零
件危害很大,因为它不引起零件外形的任何变化而使品粒
之间结合遭到破坏,严重降低其机械性能,强度几乎完令
损失,往往使机械设备发生突然破坏,是不锈钢最危险的
一种破坏形式.晶间腐蚀可以分别产生在热影响区、焊缝
或熔合线上.在熔合线上产生的晶间腐蚀又叫刃状腐蚀.
3晶间腐蚀产生的原因
现以18—8型奥氏体钢(例如1CrI8NI9)来说明晶问
腐蚀产生的过程.室温下碳元素在奥氏体的溶解度很小,
约0．02-0．03％ (质量分数),而一般奥氏体钢中含碳量均超
过0．02-0．03％ ,因此只能在淬火状态下使碳固溶在奥氏体
中,以保证钢材具有较高的化学稳定性.但是这种淬火状
态的奥氏体钢当加热到450～850~(2或在该温度下长期使用
时,碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速
图1晶间腐蚀
度.当奥氏体中含碳量超过它在窀
温的溶解度(0．02-0．03％)后.碳就
不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并
和铬化合,析出碳化铬Gr23C6.但
收稿日期：2o03一o6一o4
是铬的原子半径较大,扩散速度较小,来不及向边界扩散,
品界附近大量的铬和碳化合形成碳化铬,所以在晶间所形
成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部,而是
来自品界附近.结果就使晶界附近的铬含量大为减少,当
品界含铬量小于l2％ (质量分式)时,就形成“贫铬区”.
造成奥氏体边界贫铬,当晶界附近的金属含量铬量低于
l2％时就失去了抗腐蚀的能力,在腐蚀介质作用下,就在晶
粒之『自】产生腐蚀即产生晶问腐蚀.从上可知,晶间腐蚀产
卡的根本原因是由于晶粒边界形成贫铬层造成的.
4不锈钢产生晶间腐蚀的影响因素
(1)加热温度和加热时间的影响
加热温度和加热时间对18—8型不锈钢晶间腐蚀的影
响,当加热温度小于450~C或大于850％n~,不会产生晶间
腐蚀.因为温度小于450％ 时,由于温度较低,
碳化铬.当温度超过850℃ 时,由于温度扩散能力增强,
有足够的铬扩散至晶界和碳结合,不会在晶界形成“贫铬
区”：所以产生晶间腐蚀的温度是在4500(3-850~(2之间,这
个温度区问就成为产生晶间腐蚀的“危险温度区” (又称
“敏化温度区”)．其中尤以650为最危险.焊接时,焊缝两侧
处于“危险温度区”的地带最容易发生晶间腐.即使是焊缝
由于在冷却过程中其温度也要穿过“危险温度区”,所以也
会产生晶间腐蚀.如图2所示.
(2) 冷却
速度的影响
不锈钢焊
接接头在“危险
温度区”停留在
时问越短,接头
的耐晶问腐能
力越强.所以不
锈钢焊接时,快
速冷却是提高
I 55o℃ I 一
s5o℃
图2加热温度和加热时间对晶间腐蚀的影响
≥ ； .酒圈隧蠡-
研究与
接头耐腐能力的有效措施.
(3)含碳量的影响
碳是造成晶体间腐蚀的主要元素,碳含量在0．08％以
下时,能够析出碳的数量较少,碳含量在0．08％ 以上时,
能够析出碳的数量迅速增加.随着不锈钢中含碳量的增
加,在晶界生成的碳化铬随之增多,结果就使得在晶界形
成“贫铬区” 的机会增多,导致产生晶间腐蚀的倾向增
加,所以碳是抗晶间腐蚀最有害的元素.
奥氏体不锈钢根据含碳量的不同,分成三个等级：一
般含碳量(toc