双相不锈钢晶间腐蚀GB/T15260

晶间腐蚀是局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工业的一个重大问题。

奥氏体钢焊缝产生晶间腐蚀通常有两种情况：
①由于焊接线能量过大或多层焊重复加热，使焊缝金属在敏化区温度区间所处的时间较长，晶界能产生铬的碳化物沉淀并形成贫铬层；
②虽然焊缝金属在焊态未形成贫铬层，但在焊后由于不恰当的热处理或在敏化温度范围工作，使焊缝经受敏化加热条件，因而产生了晶间腐蚀倾向。
( 2) 防止晶间腐蚀的措施
选用低碳（C≤0.03%）、添加钛或铌等稳定元素的不锈钢焊条。
采用小规范，目的是为了减少危险温度范围停留时间，采用小电流、快焊速、短弧焊及不作横向摆动。焊缝可采用强制冷却（如铜垫板、水冷）方法加快焊接接头的冷却速度，减少热影响区。多层焊时，应控制层间温度，要道焊缝冷却至60℃以下时再焊。接触介质的那面焊缝后焊接。焊后固溶处理。将工件加热至1050℃~ 1150℃后淬火，使晶界上的Cr23C6溶入晶粒内部, 形成均匀的奥氏体组织。

固溶态晶间腐蚀则是由于不锈钢晶界Si、P、S等元素的偏析。铬镍奥氏体不锈钢在含Cr6+的HNO3中，在高温、高压尿素生产装置上易出现此种腐蚀形态。（3）防止措施：焊接用途应选择钢中[C]≤0.03%的低碳不锈钢，如00Cr18Ni10(304L)、00Cr18Ni14Mo2（316L）等，但也要防止在敏化温度长期停留，有条件时可选[C]≤0.02%的牌号。
可选各类不锈钢中含稳定化元素Ti、Nb的牌号，如0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni11Nb、00Cr17Ti（430LT）、00Cr17Nb（430LN）等。
对易产生固溶态晶间腐蚀的环境，可选用尿素级、硝酸级不锈钢等。除必需的焊接工艺外，在不锈钢生产和用户加工制造过程中，避免不锈钢承受敏化温度。

引起晶间腐蚀介质的环境
引起常用奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质， 主要有两类。一类是氧化性或弱氧化性介质，一类是强氧化性介质，如浓硝酸等。常见的是一类，下面列出常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质环境。
3. 1 常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀介质
在G. A. Nelson 编制的“腐蚀数据图表”中列出了常见的引起奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的介质：醋酸，醋酸+ 水杨酸，硝酸铵，硫酸铵，铬酸，硫酸铜，脂肪酸，甲酸，硫酸铁，+ 硫酸铁，乳酸，硝酸，硝酸+ 盐酸，草酸，磷酸，海水，盐雾，硫酸氢钠，次氯酸钠，二氧化硫（湿） ,硫酸，硫酸+ 硫酸铜，硫酸+ 硫酸亚铁， 硫酸+ 甲醇， 硫酸+ 硝酸， 亚硫酸， 酞酸， 氢氧化钠+ 硫化钠。

18-8型不锈钢属于奥氏体型钢,此种金属材料具有很强的抗化学腐蚀性能,在石油化工,航空航天和航海等领域得到广泛使用.但是,在一定条件下,此种金属材料会产生晶间腐蚀现象. 晶间腐蚀固溶体间隙化合物
腐蚀是金属制件经常发生的一种现象. 化学腐蚀过程没有电流产生,电化学腐蚀和晶 间腐蚀过程伴有电流产生.一般情况下,金属 基体中含Cr量达l1.7%的含Cr不锈钢就能 在阳极(负极)区域基体表面上形成一层富Crt 的氧化物保护膜,这层保护膜阻碍阳极区域的反应,同时增加阳极电位致使基体电化学腐蚀减缓.如果含Cr量增加,热处理后获得单一金相组织,基本会阻止电化学腐蚀.在18—8 型不锈钢中,含Cr量为18%,远远大于 l1.7%,因此具有很强的抗化学腐蚀和电化学 腐蚀性能.晶间腐蚀是由于金属贫铬现象产 生的,其结果使晶粒间丧失结合力,以致材料的强度几乎完全消失,有着严重的破坏现象.

碳化铬沉淀引起的晶间腐蚀 不锈钢中含有0.08-0.12%的碳,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,形成(Cr,Fe)23C6,在高温时,溶于具有 体心立方晶格的相中,温度愈高,则碳化物溶解的愈多.这种状态在冷却方法保存在室温时,形成过饱和固溶体,但在缓慢冷却过程中,碳化物为了保持平衡,会从固溶体中析出.过饱和固溶体是不稳定的,在敏化处理 温度(400-850℃)再加热时,碳化物沿晶粒间界要析出,因此钢产生晶间腐蚀趋势.当温度73o0C时,晶间的碳化铬是孤立的颗粒,晶间腐蚀趋势小;低于650.C时,晶间的碳 化铬在晶界面上形成连续的片状,晶间腐蚀趋势增大.