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奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
第 18 卷第 5 期腐蚀科学与防护技术
Vol 18 No 5 Sep 2006
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罗宏,龚敏
四川理工学院材料与化学工程系,自贡 643000
摘要:主要介绍了奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理。讨论了 C、Cr 、P 等元素以及冷加工、铸造、焊接、热作成型等热加工方法对晶间腐蚀的影响;降低奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性主要是限制不锈钢中的 C 和 N 的含量分别不超过
0103 %和 0110 %的和进行固溶处理.
关键词:奥氏体不锈钢;晶间腐蚀;综述中图分类号: T G157
文献标识码:A
文章编号:100226495 (2006) 0520357204
O N INTERGRANUL AR CO RROSIO N OF AUSTENITIC STAINL ESS STEEL
L UO Ho ng , GON G Min
M ateri al an d Chem ical Engi neeri ng Depart ment , S ichuan U ni versty of S cience an d Engi neeri ng , Zigong 643000
ABSTRACT :The mechanisms of intergranular co rro sio n ( I GC) of austenitic stainless steel were int ro duced. The effect s of co ntent of carbo n ,chro mium and nit rogen etc. as well as of cool wo rk ,casting ,
2
welding etc. o n I GC were discussed fo r austenitic stainless steel . In o rder to mitigating t he suscep tibili ty to I GC , t he co ntent of carbo n and nit rogen sho uld be limited to 0 . 03 % ( maximum) and 0 . 10 % ( maximum)
respectively ,o n t he ot her hand ,a p roper solutio n heat t reating sho uld also be taken.
KEY WO RDS :austenitic stainless steel ;intergranular co rro sio n ; review
晶间腐蚀( I GC) 是一种常见的局部腐蚀,遭受这种腐蚀
C 处于过饱和,受到敏化处理时, C 和 Cr 形成碳化物(主要
的不锈钢,表面看来还很光亮,但经不起轻轻敲击便会破碎成细粒. 由于晶间腐蚀不易检查,造成设备的突然破坏,所以危害性极大
10 2 %
[ 2 ]
[ 1 ]
为(Cr , Fe) 23 C6 型) 在晶界析出. 由于( Cr , Fe) 23 C6 含 Cr 量很高,而 Cr 在奥氏体中扩散速率很低,这样就在晶界两侧形成了贫 Cr 区,其含 Cr 量低于 12mass % ,因而钝化性能与晶粒不同,即晶界区和晶粒本体有了明显的差异,晶粒与晶界构成活态- 钝态的微电偶结构,造成晶界腐蚀.
在强氧化性介质(如浓***) 中不锈钢也会发生晶间腐蚀,但晶间腐蚀不是发生在经过敏化处理的不锈钢上,而是发生在经固溶处理的不锈钢上. 对这类晶间腐蚀显然不能用贫 Cr 理论来解释,而要用晶界区选择
性溶解理论来解释. 当晶界上析出了σ相( FeCr 金属间化合物) , 或是有杂质( 如磷、硅) 偏析,在强氧化性介质中便会发生选择性溶解,从而造成晶间腐蚀. 而敏化加热时析出的碳化物有可能使杂质不富集或者程度减轻,从而消除或减少晶间腐蚀倾向.
以前“,贫 Cr 理论”的主要弱点是缺乏直接证明 Cr 区的存在,采用电子探针都无法检测,因为贫 Cr 区太窄,光束的范围超出了贫 Cr 区的缘故,但现在应用透射电镜薄膜技术
已直接观察到了贫 Cr 区并测得了贫 Cr 区的宽度和贫化程度. 另外,支持贫 Cr 理论的有利证据是从阳极极化曲线间接的测出了电流密度的数据,不同 Cr 含量的钢随 Cr 含量的降低,其临界电流密度和钝化电流密度也相应增加.
,统计资料认为这类腐蚀约占总腐蚀类型的
. 奥氏体不锈钢是工业中应用最广的不锈钢之一,
多半在约 427 ℃~816 ℃的敏化温度范围内,在特定的腐蚀环境中易发生晶间腐蚀,晶