晶間腐蝕知識(shí)總結(jié)

時(shí)間：2020-06-09作者：江蘇容大材料腐蝕檢驗(yàn)有限公司瀏覽：185

晶間腐蝕：金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生的一種局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的交界。由于晶粒有著不同的位向，故交界處原子的排列必須從一種位向逐步過渡到另一種位向。因此，晶界實(shí)際上是種“面型”不完整的結(jié)構(gòu)缺陷。晶界上原子的平均能量因晶格畸變變大而**晶粒內(nèi)部原子的平均能量。所高出的這部分能量稱為晶界能。**屬的晶界在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速度比晶粒本體的腐蝕速度快，原因在于晶界的能量較高，原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。  
特征 晶間腐蝕的特征是在金屬表面還看不出破壞時(shí)，晶粒之間已喪失了結(jié)合力，也失去了金屬的清脆聲，嚴(yán)重時(shí)只要輕輕敲打就會(huì)破碎成粉末。   產(chǎn)生晶間腐蝕的條件： 1、金屬或合金中含有雜質(zhì)，或者有*二相沿晶界析出。 2、晶界與晶粒內(nèi)化學(xué)成分的差異，在適宜的介質(zhì)中形成腐蝕的電池，晶界為陽極，晶粒為陰極，晶界產(chǎn)生選擇性溶解。 3、有特定的腐蝕介質(zhì)存在。 在某些合金-介質(zhì)體系中，往往產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。例如奧氏體不銹鋼在弱氧化性介質(zhì)（如充氣海水）或強(qiáng)氧化性介質(zhì)（如濃硝酸）的特定腐蝕介質(zhì)中，可能產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。    腐蝕機(jī)理 1、貧化理論： 該理論認(rèn)為，晶間腐蝕是由于晶界易析出*二相，造成晶界某一成分的貧乏化。 （1）對(duì)于奧氏體不銹鋼，因晶界析出Cr23C6相，造成晶界貧鉻，則為貧鉻理論； （2）對(duì)于鎳鉬合金，晶界析出Ni7Mo5，晶界貧鉬； （3）對(duì)于銅鋁合金，晶界析出CuAl2，造成晶界貧銅。
例如將奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9加熱至1050~1150℃固溶碳的固溶度為0.10~0.15%，隨后進(jìn)行淬火，經(jīng)固溶處理的1Cr18Ni9鋼是一種碳過飽和體，不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。在700~800℃溫度范圍內(nèi)，碳的固溶量不**過0.02%，過飽和的碳要全部或部分從奧氏體中析出，這時(shí)碳將擴(kuò)散到晶界處，并與晶界處的鐵和鉻化合生成含鉻量高的碳化物Cr23C6，消耗了晶界區(qū)的鉻，而鉻在晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散速度比其在晶界處的擴(kuò)散速度要慢得多，來不及補(bǔ)充晶界區(qū)消耗的鉻，因此在晶界區(qū)形成貧鉻區(qū)。對(duì)于不銹鋼來說，由于晶界鈍態(tài)受到破壞，在晶界上析出的碳化鉻周圍貧化鉻區(qū)就成為陽極區(qū)，而碳化鉻和晶粒處于鈍態(tài)成為陰極區(qū)，在腐蝕介質(zhì)中晶界與晶粒構(gòu)成活化-鈍化微電池，該電池具有大陰極-小陽極的面積比，加速了晶界區(qū)的腐蝕。      2、晶間σ相析出理論： 對(duì)于低碳的高鉻、高鉬不銹鋼已不存在貧鉻的條件，可是在650~850℃內(nèi)熱處理時(shí)，會(huì)生成含鉻42~48%的σ相FeCr金屬間化合物。在過鈍化電位下，相發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。其陽極溶解電流急劇地上升?？赡苁铅蚁嘧陨淼倪x擇性溶解的緣故。 σ相FeCr金屬間化合物一般只能在很強(qiáng)的氧化性介質(zhì)中才能發(fā)生溶解。因而檢測(cè)這種類型的腐蝕必須使用氧化性很強(qiáng)的65%的沸騰硝酸，才能夠使不銹鋼的腐蝕電位達(dá)到過鈍化區(qū)。   3、晶界吸附理論： **低碳不銹鋼在1050℃固溶處理后，在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中也會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕，此時(shí)不能用貧鉻或σ相析出理論來解釋。實(shí)驗(yàn)表明，P雜質(zhì)達(dá)100ppm或Si雜質(zhì)達(dá)1000~ 2000ppm時(shí)，它們?cè)诟邷貐^(qū)會(huì)使晶界吸附，并偏析在晶界上，這些雜質(zhì)在強(qiáng)氧化劑介質(zhì)作用下便發(fā)生溶解，導(dǎo)致晶界選擇性的晶間腐蝕。這種鋼經(jīng)敏化處理后，反而不出現(xiàn)晶間腐蝕，這是由于碳和磷生成磷的碳化物，限制了磷向晶界的擴(kuò)散，減輕雜質(zhì)在晶界的偏析，消除或減弱了剛才對(duì)晶間腐蝕的敏感性。 上述幾種晶間腐蝕理論并不矛盾，他們各自適用于一定的合金組織狀態(tài)和介質(zhì)條件。貧化理論適用于弱氧化性介質(zhì)，晶間σ相析出理論適用于強(qiáng)氧化劑介質(zhì)、金相中有σ相的高鉻、高鉬不銹鋼，晶界吸附理論適用于強(qiáng)氧化劑介質(zhì)。   影響因素 1、熱處理溫度與時(shí)間的影響：不銹鋼在能夠產(chǎn)生晶間腐蝕的電位區(qū)，是否產(chǎn)生晶間腐蝕以及腐蝕程度如何，都由鋼的熱處理制度對(duì)晶間腐蝕的敏感性所決定，即取決于受熱的程度、時(shí)間及冷卻速度。     750℃以上，析出不連續(xù)顆粒，Cr擴(kuò)散也*，不產(chǎn)生晶間腐蝕。 600-700℃之間，析出網(wǎng)狀Cr23C6，晶間腐蝕較嚴(yán)重的。 600℃以下，Cr、C擴(kuò)散緩慢，需較長時(shí)間形成碳化物，腐蝕減弱。 **450℃：難于晶間腐蝕。  


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