文档介绍：304 不锈钢晶间腐蚀
《材料腐蚀与防护》结课作业
304奥氏体不锈钢的晶间腐蚀报告
班级:成型1303班
姓名:赵旭男
学号:20132336
奥氏体不锈钢在许多介质环境中容易发生晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等腐蚀类型。在其中加入不同元素可得到不同特性,加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀,降低C含量或加入Ti和Nb可减少晶间腐蚀倾向,加Ni和Cr可改善高温抗氧化性和强度,加Ni改善抗应力腐蚀性能。我查阅了晶间腐蚀的相关资料,因为以前在《金属学与热处理》里接触过晶间腐蚀,而且在《材料腐蚀与防护》的课堂上,自己对晶间腐蚀也更感兴趣。
晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀,遭受这种腐蚀的不锈钢,表面看来还很光亮,但只要轻轻敲击便会破碎成细粒。由于晶间腐蚀不易检查,会造成设备突然破坏,所以危害性极大。奥氏体不锈钢是工业中应用最广的不锈钢之一,多半在约427℃~816℃的敏化温度范围内,在特定的腐蚀环境中易发生晶间腐蚀,晶间腐蚀也会加快整体腐蚀。
图1图2
晶间腐蚀的示意图1和显微镜下的图片2
典型的奥氏体不锈钢一般是在固溶处理状态下使用,于常温下腐蚀介
质中工作,它的耐蚀性能是基于钝化作用。奥氏体不锈钢含有较高的铬,铬易氧化形成致密的氧化膜,能提高钢的电极电位,因此具有良好的耐蚀性能。当含铬量18%
、
含镍量8%时,能得到均匀的奥氏体组织,且含铬和镍量越高,奥氏体组织越稳定,耐蚀性能就越好,故通常没有晶间腐蚀现象。但如果再次加热到450℃~850℃或在此温度区间工作,%~%,又缺少Ti、Nb 等能控制碳的元素时,处于腐蚀介质中往往就可以见到晶间腐蚀现象。
这说明,晶间腐蚀和钢的成分(碳和碳化物形成元素)有关,还与加热条件有关。现已有一些学说对晶间腐蚀现象做了解释,其中腐蚀机理主要有“贫Cr
理论”和“晶界杂质选择性溶解理论”等。
贫Cr理论:%,一般不锈钢的碳含量都高于这个数值。当不锈钢从固溶温度冷却下来时,C处于过饱和状态,受到敏化处理时,C和Cr形成碳化物(主要为????23??6)在晶界析出。由于????23??6含Cr量很高,而Cr在奥氏体中扩散速率很低,这样就在晶界两侧形成了贫Cr区。即晶界区和晶粒本体有了明显的差异,晶粒与晶界构成活态-钝态的微电偶结构,造成晶界腐蚀。
晶界杂质选择性溶解理论:在强氧化性介质中不锈钢也会发生晶间腐蚀,但晶间腐蚀不是发生在经过敏化处理的不锈钢上,而是发生在经固溶处理的不锈钢上。对于这类晶间腐蚀显然不能用贫Cr理论来解释,而要用
晶界杂质选择性溶解理论来解释。当晶界上析出了σ相(FeCr金属间化合物),或是有杂质偏析,在强氧化性介质中便会发生选择性溶解,从而造成晶间腐蚀。而敏化加热时析出的碳化物有可能使杂质不富集或者程度减轻,从而消除或减少晶间腐蚀倾向。
另外,晶间腐蚀的机理还有“晶界吸附理论”、“亚稳沉淀相理论”等等。这些理论,彼此并不矛盾,互为补充。晶间腐蚀机理的研究十分重要,可以应用现代检测技术,研究晶间原子结构的改变、断口形貌、化学成分的变化、腐蚀的过程、腐蚀产物的成分以及晶界合金元素的相互影响等,进一步解释晶间腐蚀现象。
在研究304奥氏体不锈钢晶间腐蚀的腐蚀