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奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
[摘要] 奥氏体不锈钢焊缝由于晶间腐蚀的发生,导致结构发生早期失效,结果既影响了正常使用和安全性,又给企业造成经济损失。因此探究奥氏体不锈钢晶间腐蚀地产生机理,提出预防晶间腐蚀和进一步提高耐蚀性的工艺措施,以期延长材料的使用寿命,扩大材料的应用范围。
[关键词] 奥氏体不锈钢、晶间腐蚀、产生机理、预防措施、应用
1 、引言
晶间腐蚀(IGC)是一种常见的局部腐蚀,遭受这种腐蚀的不锈钢,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[1] ,%[2]。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,晶间腐蚀还会加快整体腐蚀, 因此,奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究是多年来研究重点。实践表明,合适的固溶处理、稳定化处理、降低碳及杂质元素(例如,硅、磷和氮等)在奥氏体不锈钢晶界的含量、消除或防止热加工或冷加工过程中对材料的影响等,都是降低晶间腐蚀敏感性和防止晶间腐蚀的有效措施[3]。
2 、晶间腐蚀的机理
、碳化铬沉淀引起的晶间腐蚀
晶间腐蚀的机理[4],主要有“贫Cr理论”和“晶界杂质选择性溶解理论”等。
%, 一般不锈钢的含C量都高于这个数值。当不锈钢从固溶温度冷却下来时, C 处于过饱和, 受到敏化处理时, C 和Cr 形成碳化物( 主要为( Cr, Fe)23C6 型) 在晶界析出. 由于( Cr, Fe)23C6 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。
%, 一般不锈钢的含C量都高于这个数值。当不锈钢从固溶温度冷却下来时, C 处于过饱和, 受到敏化处理时, C 和Cr 形成碳化物( 主要为( Cr, Fe)23C6 型) 在晶界析出. 由于( Cr, Fe)23C6 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。
%, 一般不锈钢的含C量都高于这个数值。当不锈钢从固溶温度冷却下来时, C 处于过饱和, 受到敏化处理时, C 和Cr 形成碳化物( 主要为( Cr, Fe)23C6 型) 在晶界析出. 由于( Cr, Fe)23C6 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。
不锈钢中碳与铬形成复杂的不稳定的间隙碳化物Cr23C6, 分子呈正交晶格结构, 此种碳化物与铁的亲和力较强, 在高温时, 形成的( Cr, Fe)23C6溶于具有体心立方晶格的相中,