不锈钢晶间腐蚀试验与分析

1、不锈钢晶间腐蚀试验与分析一、实验目的1. 掌握影响奥氏体不锈钢晶间腐蚀的因素；2. 掌握不锈钢晶间腐蚀试验的方法；二、实验原理18-8 型奥氏体不锈钢在许多介质中具有高的化学稳定性，但在 400-800 范围内加热或在该温度范围内缓慢冷却后，在一定的腐蚀介质中易产生晶间腐蚀。晶间腐蚀的特征是沿晶界进行浸蚀。使金属丧失机械性能， 致使整个金属变成粉末。1. 晶间腐蚀产生的原因一般认为在奥氏体不锈钢中， 铬的碳化物在高温下溶入奥氏体中，由于敏化（ 400-800）加热时，铬的碳化物常于奥氏体晶界处析出，造成奥氏体晶粒边缘贫铬现象，使该区域电化学稳定性 下降，于是在一定的介质中产生晶间腐蚀。为提高耐

2、蚀性能，常采用以下两种方法。(1) 将 18-8 型奥氏体不锈钢碳含量降至 0.03%以下，使之减少晶界处碳化物析出量，而防止发生晶间腐蚀。这类钢成称为超低碳不锈钢，常见的有00Cr18Ni10。(2) 在 18-8 型奥氏体不锈钢中加入比铬更易形成碳化物的元素钛或铌，钛或铌的碳化物较铬的碳化物难溶于奥氏体中， 所以在敏化温度范围内加热时， 也不会于晶界处析出碳化物，不会在腐蚀性介质中产生晶间腐蚀。为固定18-8 型奥氏体不锈钢中的碳， 必须加入足够数量的钛或铌，按原子量计算， 钛或铌的加入量分别为钢中碳含量的4-8 倍。2. 晶间腐蚀的试验方法晶间腐蚀的试验方法有 C 法、 T 法、 L 法

3、、 F 法和 X 法。这里介绍容易实现的 C法和 F法。试样状态：(1) 含稳定化元素（ Ti 或 Nb）或超低碳（ C 0.03%）的钢种应在固溶状态下经敏化处理的试样进行试验。敏化处理制度为 650保温 1 小时空冷。(2) 含碳量大于 0.03%不含稳定化元素的钢种，以固溶状态的试样进行试验；用于焊接钢种应经敏化处理后进行试验。(3) 直接以冷状态使用的钢种，经协议可在交货状态试验。(4) 焊接试样直接以焊后状态试验。如在焊后要在 350以上热加工，试样在焊后要进行敏化处理。试样制备：(1) 试样从同一炉号、同一批热处理和同一规格的钢材中选取。铸件试样从同一炉号的钢水浇铸的试块中选取。含

4、稳定化元素钛的钢种，在该炉号最末浇铸的试块中选取。焊后试样从产品相同的钢材和焊接工艺焊成的试样上选取。(2) 试样热处理应在试样磨光前进行。试样表面无氧化、光洁。试验方法：C法：草酸电解浸蚀试验。(1) 试验溶液： 100 克草酸溶解于 900 毫升蒸馏水中。(2) 试验程序：a. 检验面用酒精或丙酮洗净，干燥。b. 试样为阳极，不锈钢为阴极。c. 容器内溶液的多少，视容器大小而定。d. 接通电源，电流密度按试样试验部分的表面积计算， 每平方厘米 1 安培，试验溶液温度为 20-50 ，试验时间为 15 分钟。e. 试验后试样洗净，干燥。在显微镜下放大 150-500 倍评定。F 法：(1)

5、试验装置：带盖塑料试验容器，恒温水浴槽。(2) 试验溶液： 25%硝酸，加 2%氟化钠。溶液配制：在塑料容器内，加入 593 毫升蒸馏水和 277 毫升比重为 1.39 的65%硝酸，在 70时加入 20 克氟化钠，待氟化钠溶解后，立即注入试验容器进行试验。 (3)试验程序：a：试样用氧化镁或丙酮除油、洗净，干燥。b：试验容器中放入塑料支架，试样置于支架上，试样之间互不接触。c：溶液量按试样表面积计算，每平方厘米不少于5 毫升。d：在 70±1 试验 3 小时，防止溶液蒸发损失。e：试验后取出试样，刷去腐蚀产物，洗净、干燥。3. 试验结果的评定(1) C 法评定用金相显微镜观察试样的

6、浸蚀部位， 放大倍数 150-500 倍，压力加工试样的腐蚀组织分为四级，见表 1，铸件、焊接件试样的腐蚀组织分为三级，见表 2。表 1级 别组织特征一 级晶界没有腐蚀沟，晶粒之间成台阶状二 级晶界有腐蚀沟，但没有一个晶粒被腐蚀沟包围三 级晶界有腐蚀沟，个别晶粒被腐蚀沟包围四 级晶界有腐蚀沟，大部分晶粒被腐蚀沟包围表 2级 别组织特征一 级晶界有腐蚀沟，铁素体被显现二级晶界有不连续的腐蚀沟，铁素体被腐蚀三级晶界有连续的腐蚀沟，铁素体被严重腐蚀(2) F 法试验后的试样，厚度小于或等于 1 毫米时弯曲角度为 180，弯心直径等于试样厚度；厚度大于 1 毫米时弯曲角度为 90（压力加工试样弯成 Z 字型），弯心直径等于 5 毫米。焊接试样沿熔合线进行弯曲。(3) 弯曲后的试样用 10 倍放大镜观察，若只有一个试样上发现有裂纹，即有晶间腐蚀倾向。 当试样不能进行弯曲或弯曲裂纹性质可疑时， 用金相法评定。 金相试样经浸蚀后， 在 150-500 倍金相显微镜上观察， 如发现晶间腐蚀， 即有晶间腐蚀倾向。三、实验内容1. 检验并分析 00Cr18Ni10 焊接钢板的晶间腐蚀倾向2. 检验并分析 1Cr18Ni9 冷变形钢板的晶间腐蚀倾向四、实验材料及设备材料： 00Cr18Ni10 和 1Cr18Ni9 不锈钢板仪器设