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不锈钢晶间腐蚀产生的机理
加入时间：2022-3-12 9:43:40 点击：次 |
| 不锈钢晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀， 腐蚀沿着金属或合金晶粒边界或它的临近区域发展， 而晶粒腐蚀很轻微，这种腐蚀便称为晶间腐蚀，这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱。严重的晶间腐蚀，可使金属失去强度和延展性，在正常载荷下碎裂。现代晶间腐蚀理论， 主要有贫铬理论和晶界杂质选择溶解理论。
1、 贫铬理论
常用的奥氏体不锈钢， 在氧化性或弱氧化性介质中之所以产生晶间腐蚀， 多半是由于加工或使用时受热不当引起的。所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却通过450～850 ℃温度区， 钢就会对晶间腐蚀产生敏感性。
所以这个温度是奥氏体不锈钢使用的危险温度。不锈钢材料在出厂时已经固溶处理，所谓固溶处理就是把钢加热至1050～1150 ℃后进行淬火， 目的是获得均相固溶体。奥氏体钢中含有少量碳， 碳在奥氏体中的固溶度是随温度下降而减小的。
如0Cr18Ni9Ti , 在1100 ℃时， 碳的固溶度约为0. 2 % , 在500～700 ℃时， 约为0. 02 %。所以经固溶处理的钢，碳是过饱和的。
当钢无论是加热或冷却通过450～850 ℃时，碳便可形成（ Fe 、Cr） 23C6 从奥氏体中析出而分布在晶界上。（ Fe 、Cr） 23C6 的含铬量比奥氏体基体的含铬量高很多， 它的析出自然消耗了晶界附近大量的铬， 而消耗的铬不能从晶粒中通过扩散及时得到补充， 因为铬的扩散速度很慢， 结果晶界附近的含铬量低于钝化必须的的限量（即12 %Cr） ,形成贫铬区， 因而钝态受到破坏， 晶界附近区域电位下降， 而晶粒本身仍维持钝态， 电位较高， 晶粒与晶界构成活态———钝态微电偶电池， 电池具有大阴极小阳极的面积比，这样就导致晶界区的腐蚀。
2、晶界杂质选择溶解理论
在生产实践中， 我们还了解到奥氏体不锈钢在强氧化性介质（如浓硝酸） 中也能产生晶间腐蚀， 但腐蚀情况和在氧化性或弱氧化性介质中的情况不同。
通常发生在经过固溶处理的钢上，经过敏化处理的钢一般不发生。当固溶体中含有磷这种杂质达100ppm 时或硅杂质为1000 - 2000ppm 时， 它们便会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化性介质作用下便发生溶解， 导致晶间腐蚀。而钢经敏化处理时， 由于碳可以和磷生成（MP） 23C6 , 或由于碳的首先偏析限制了磷向晶界扩散， 这两种情况都会免除或减轻杂质在晶界的偏析， 就消除或减弱了钢对晶间腐蚀的敏感性。
上述两种解释晶间腐蚀机理的理论各自适用于一定合金的组织状态和一定的介质， 不是互相排斥而是互相补充的。生产实践中最常见的不锈钢的晶间腐蚀多数是在弱氧化性或氧化性介质中发生的，因而绝大多数的腐蚀实例都可以用贫铬理论来解释。
在生产实践中， 我们还了解到奥氏体不锈钢在强氧化性介质（如浓硝酸） 中也能产生晶间腐蚀， 但腐蚀情况和在氧化性或弱氧化性介质中的情况不同。
通常发生在经过固溶处理的钢上，经过敏化处理的钢一般不发生。当固溶体中含有磷这种杂质达100ppm 时或硅杂质为1000 - 2000ppm 时， 它们便会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化性介质作用下便发生溶解， 导致晶间腐蚀。而钢经敏化处理时， 由于碳可以和磷生成（MP） 23C6 , 或由于碳的首先偏析限制了磷向晶界扩散， 这两种情况都会免除或减轻杂质在晶界的偏析， 就消除或减弱了钢对晶间腐蚀的敏感性。
上述两种解释晶间腐蚀机理的理论各自适用于一定合金的组织状态和一定的介质， 不是互相排斥而是互相补充的。生产实践中最常见的不锈钢的晶间腐蚀多数是在弱氧化性或氧化性介质中发生的，因而绝大多数的腐蚀实例都可以用贫铬理论来解释。
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