奥氏体不锈钢在不同腐蚀介质中易发生的局部腐蚀类型、腐蚀机理与控制腐蚀的方法

奥氏体不锈钢在不同腐蚀介质中易发生的局部腐蚀类型、腐蚀机理与控制腐蚀的方法内容摘要：

的发生。 为此目的，常用的缓蚀剂有硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐和碱性物质。 但使用中应当注意，它们大多属于“危险的”缓蚀剂，一定要保证足量并严密监控溶液的稀释。 （3）施加阴极保护 施加阴极保护，使电位低于临界点腐蚀电位。 可使用外加电流或在导电性良好的介质(如海水)中将不锈钢和面积接近相等或更大的锌、铁或铝采用偶接等方法加以保护。 用来焊接软钢板的奥氏体不锈钢焊条或在钢船上的18—8不锈钢螺旋桨并不发生点腐蚀。 （4）搅拌或介质循环 为了保证介质中有均匀的溶解氧或氧化剂浓度，减小或消除封闭效应及自催化作用，将溶液搅拌、充气、循环等均有利于减轻孔蚀的危害。 （5）提高工艺介质的流速。 （6）添加缓蚀剂。 合理选材或提高结构材料的级别[4]。 绝大多数金属材料是由多晶体组成。 晶间腐蚀就是金属材料在适宜的腐蚀性介质中沿晶界发生和发展的局部腐蚀破坏形态。 晶间腐蚀的金属损失量很小，但晶粒间的结合力大大被削弱了，宏观上表现为强度的丧失。 遭受晶间腐蚀的不锈钢，表面看来还很光亮，但经不起轻轻敲击便破碎。 不锈钢、镍基合金、铝合金、镁合金等都是晶间腐蚀敏感性高的材料。 热处理温度控制不当、在受热情况下使用或焊接过程都会引起晶间腐蚀。 在有拉应力的情况下，晶间腐蚀又可诱发晶间应力腐蚀。 不锈钢多用于氧化性或弱氧化性的环境，晶间腐蚀是不锈钢常见的局部腐蚀形态。 不锈钢在弱氧化性或氧化性的环境中产生的晶间腐蚀均可用贫铬理论来进行解释。 奥氏体不锈钢中含有少量碳，碳在不锈钢中的溶解度随温度的下降而降低。 500~700℃时，％。 因此，当奥氏体不锈钢经高温固溶处理后，其中的碳处于过饱和状态，当在敏化温度(500~850℃)范围内受热时，奥氏体中过饱和的碳就会迅速向晶界扩散，与铬形成碳化物Cr23C6而析出。 由于铬的扩散速度较慢且得不到及时补充，因此晶界周围严重地贫铬。 贫铬区(阳极)和处于钝态的钢(阴极)之间建立起一个具有很大电位差的活化钝化电池。 在晶界上析出的Cr23C6并不被侵蚀，而贫铬区的小阳极(晶界)和未受影响区域的大阴极(晶粒)构成了局部腐蚀电池，因而使贫铬区受到了晶间腐蚀[5]。 腐蚀介质的种类与成分组成不仅决定是否引起晶间腐蚀，而且也影响晶问腐蚀的程度。 通常奥氏体不锈钢在酸性介质中遭受的晶间腐蚀较为严重，在硫酸或硝酸中添加氧化性阳离子如Cu2+、Hg2+及Cr6+等都将加速晶界阳极溶解的速度，即加速晶间腐蚀[6]。 导致奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的部分介质[7]从外界条件分析：改变介质的腐蚀性，或采用电化学保护方法，使钢处于稳定钝态电位区，都可以免除晶间腐蚀。 从钢的处理方面分析：避免奥氏体不锈钢在敏化温度范围受热，或受热后重新对钢进行固溶处理，可以消除晶间腐蚀倾向。 广泛应用的防止晶间腐蚀的方法有以下几方面：加入合金元素钛、铌 当钢中同时存在强碳化物形成元素Ti、Nb，Ta及Cr时，碳化优先与Ti，Nb、Ta形成TiC、NbC、TaC，这些碳化物比较稳定，加热至高温不易分解。 因此(Cr，Fe)23C6就不大可能形成，故可消除晶间腐蚀。 降低钢中含碳量，提高钢的纯度 奥氏体不锈钢由于C、N、P、S等微量元素的存在，抗蚀性受到很大的影响。 若将钢中含碳量降低到固溶度以下，使碳化物无法沉淀，可减小晶间腐蚀倾向，一般认为≤%C就可以避免晶间腐蚀。 目前，各国采用了各种精炼技术，大大提高了不锈钢的纯度，生产出大量质量高，成本低的超低碳奥氏体不锈钢。 这样由于碳化物沉淀引起的晶间腐蚀就得到了解决。 控制碳化铬沉淀的部位和份量 通过工艺手段可改变不锈钢的组织结构，从而减少奥氏体晶界上碳化铬的沉淀，降低晶间腐蚀倾向。 (1)冷加工利用适当的加工工艺，在敏化以前进行冷加工可以改变碳化物成核位置，促使沉淀相在晶内滑移带上析出，减少晶界析出物的量，从而提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀的能力。 (2)细化晶粒随着晶粒的增大，晶间腐蚀的敏感性也增加。 所以细化奥氏体晶粒可提高抗晶间腐蚀性能。 (3)调整不锈钢成分，使它含有5~10%δ相，则可降低晶间腐蚀倾向[8]。 应力腐蚀断裂(SCC)是金属材料在应力与腐蚀介质的协同作用下产生破坏现象，在含有氯化物的水溶液和碱溶液中，奥氏体不锈钢在拉应力作用下，几乎不发生均匀的腐蚀，仅有局部发生光亮的、无明显的颈缩裂纹，最后发生脆性断裂现象。