奥氏体不锈钢与晶间腐蚀.doc

1晶间腐蚀晶间腐蚀:局部腐蚀的一种,沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。晶界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%,当温度升高,特别是在450℃~800℃时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度,室温时,碳在奥氏体中的熔解度很小,%~%,一般奥氏体不锈钢中的碳含量均超过此值,故溶解不了多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳和铬的化合物,如Cr23C6等(见图1)。而铬的扩散速度较小,来不及向晶界扩散,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,而是来自晶界附近,结果就使晶界附近的含铬量大为减少,当晶界附近的铬的质量分数低到小于12%时,就形成相对的“贫铬区”,“贫铬区”电位下降,而晶粒本身仍维持高电位,晶粒与“贫铬区”之间存在着一定的电位差,而在腐蚀介质中晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的,晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度,“贫铬区”作为阳极与晶粒构成大阴极小阳极的微电偶电池,造成“贫铬区”的选择性局部腐蚀,也就是晶间腐蚀。图1晶界析出及腐蚀电池示意图晶间腐蚀发生后,金属虽然表面仍保持一定的金属光泽,也看不出被破坏的迹象,但晶粒间的结合力已显著减弱,强度下降,冷弯后表面出现裂缝,零件容易遭到破坏。晶间腐蚀隐蔽性强,突发性破坏几率大,因此有严重的危害性,尤其在焊接时,焊缝附近的热影响区更容易发生晶间腐蚀。以晶间腐蚀为起源,在应力和腐蚀介质的共同作用下,可使不锈钢由晶间腐蚀转变为应力腐蚀开裂。2合金元素的作用0Cr18Ni9与1Cr18Ni9Ti、00Cr18Ni10N、00Cr19Ni10的化学成分比较见表1(参考标准GB4239-1991不锈钢和耐热钢冷轧钢带)。表1常见奥氏体不锈钢化学成分含量%元素CMnSiPSCrNiN国内牌号美国牌号0Cr18Ni9304--------1Cr18Ni9Ti无-------:5(C%-%)-----------------00Cr17Ni14Mo2316L-------:---------;Mo:-,使其有耐腐蚀性能。在氧化性介质中,铬能使钢的表面很快形成一层实际为腐蚀介质不能透过和不溶解的富铬的氧化膜,这层氧化膜很致密,并与金属基本结合得很牢固,保护钢免受外界介质进一步氧化浸蚀(钝化的机