奥氏体不锈钢的晶间腐蚀,你真的了解吗?
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奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
自上世纪二十年代工业界采用奥氏体不锈钢以来,发现这类钢焊接后,温度为450℃~800℃的热影响区在许多介质中产生晶间腐蚀。这些介质主要是热的浓度为50%~65%的硝酸,含铜盐和氧化铁的硫酸溶液、热有机酸等。后来发现这类钢在450℃~800℃工作,或在该温度下进行时效处理(或保温或缓慢冷却)时,也会得到由于焊接加热的同样效果。这种时效处理会导致不锈钢晶间腐蚀的敏感性,所以又称敏化处理。而把容易引起晶间腐蚀的温度区间450℃~800℃称为敏化温度。
在不锈钢和镍基合金中,晶间腐蚀的机制可以分为三种基本类型:一是腐蚀与保证材料在该介质中耐蚀的元素沿晶界区贫化有关;二是腐蚀与沿晶界析出物的化学稳定性有关;三是腐蚀由降低基体耐蚀性的表面活性元素沿晶界偏析所引起。
钢中有10%~50%体积的铁素体,可以改善奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向。由于铁素体在500℃~800℃间发生相间沉淀,(Cr,Fe)23C6在/相界相一侧析出呈点状,排除了在奥氏体晶界析出(Cr,Fe)23C6,且相内铬的扩散系数比相内高103倍,不致产生贫铬区。必须指出的是,不仅析出碳化铬会引起晶界的贫铬,析出氮化铬、相也会引起晶界的贫铬。
在钢的成分设计上,一方面降低钢中的碳含量;另一方面在钢中加入稳定的碳化物形成元素(Ti、Nb),析出特殊碳化物,消除晶间贫铬区。为此,钛或铌在钢中的含量分别为:0.8%≥Ti≥5(C%-0.02%),1.0%≥Nb≥10(C%-0.02%)。此外,钢中还需严格限制氮、磷、硅、硼等杂质元素含量。
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