不銹鋼晶間腐蝕與應力腐蝕如何區分
在不銹鋼的問題上經常提到應力腐蝕和晶間腐蝕 ，他們的腐蝕到底有什么不同呢？如何區分呢？
1、晶間腐蝕 晶粒間界是結晶方向不同的晶粒間紊亂錯合的界域 ，因而，它們是金屬中各溶質元素偏析或金屬化合物沉淀析出的有利區域 。在某些腐蝕介質中，晶粒間可能先行被腐蝕。這種沿著材料晶粒間界先行發生腐蝕 ，使晶粒之間喪失結合力的局部破壞現象，稱為晶間腐蝕 。特點是金屬的外形尺寸幾乎不變 ，大多數仍保持金屬光澤，但金屬的強度和延性下降 ，冷彎后表面出現裂縫，失去金屬聲 ，作斷面金相檢查時，可發現晶界或毗鄰區域發生局部腐蝕，甚至晶粒脫落，腐蝕沿晶界發展推進較為均勻。
2、應力腐蝕 金屬材料在應力（拉應力）和腐蝕介質的聯合作用下，經過一定時間后出現低于材料強度極限的脆性開裂現象，致使金屬材料失效，這種現象稱為應力腐蝕開裂 。特點是出現腐蝕裂縫甚至斷裂，裂縫的起源點往往在點腐蝕小孔或腐蝕小坑的底部 ；裂縫擴展有沿晶間、穿晶粒和混合型三種，主裂縫通常垂直于應力方向，多半有分枝 ；裂縫端部尖銳 ，裂縫內壁及金屬外表面的腐蝕程度通常很輕微，裂縫端部的擴張速度很快 ，斷口具有脆性斷裂的特征 。 首先 ，試驗方法不同，晶間腐蝕試驗采用硫酸和硫酸銅 ，加熱溫度650℃左右 ；應力腐蝕試驗采用沸騰氯化鎂，加熱到1025℃ 。 其次，試驗目的不同 ，晶間腐蝕試驗是考核沿晶界的局部腐蝕情況 ；應力腐蝕試驗是考核表面裂紋所顯示的應力承受水平。 其相同之處是，都是針對不銹鋼的檢驗 ，都是當對檢驗結構有疑問時，采用金相檢驗予以確認。 金屬晶界區域的溶解速度遠大于晶粒本體的溶解速度時，就會產生晶間腐蝕，產生原因主要是金屬晶界區的物質同晶粒本體的電化學性質有差異（外在要具有適當的介質在該介質條件下足以顯示出晶界物質同晶粒本體之間的電化學性質差異 ，而這種差異引起不等速溶解）。
當固溶處理后的奧氏體不銹在500~850溫度范圍內加熱時過飽和的碳就要全部或部分地從奧氏體中析出 ，形成鉻地碳化物，分布在晶界上，析出的碳化鉻的含鉻量比奧氏體基體的含鉻量高得多 ，含鉻量這樣高的碳化晶界析出必然使碳化物附近的晶界區貧鉻，形成貧鉻區，貧鉻區的電解密度比晶粒本體溶解電解密度大很多 ，從而使貧鉻區優先溶解 ，產生晶間腐蝕。
應力腐蝕：是指在靜拉伸力和腐蝕介質共同作用下產生的，是定向的陽極溶解形成的。 應力腐蝕現象包括四個要素： 1、敏感的金屬材料； 2、特定的介質環境； 3、處于張應力狀態下； 4、經過一定的時間。 晶間腐蝕沿著邊界發生的選擇性腐蝕稱為晶間腐蝕,因為金屬的最穩定的結構是它特有的結晶點陣,晶界則是晶粒間的錯接區,因而晶界是高能區,具有更強的化學活性,一般晶界比晶粒腐蝕得快。
若晶界明顯活躍得多，就產生晶間腐蝕 ，其含義是晶界或其臨近產生局部腐蝕，至于具體腐蝕原因和過程，則依不同的合金而異。 18-8奧氏體不銹鋼在500～800攝氏度溫度范圍內加熱后 ，變得敏化 ，易于發生晶間腐蝕，幾乎一致認為 ，奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的理論是基于晶界貧鉻。普通的18-8不銹鋼，一般含碳量為0.06～0.08％。當含碳量約為0.02％或更高時，在500～800攝氏度范圍內 ，Cr23C6實際上不固溶，并從固體中沉淀出來，結果使與晶界臨近的金屬中的鉻含量降低，貧鉻區發生腐蝕 。 防止或減緩晶間腐蝕的措施： a.選用抗晶間腐蝕的合金; b.選擇合適的熱處理工藝，如鋁合金過時效處理； c.在確定焊接工藝，鋁合金膠接及銑切工藝 ，回避容易產生晶間腐蝕的溫度下處理 。
鍋爐受壓組件在腐蝕介質和應力的作用下所引起的損壞稱為應力腐蝕，其表現的形式是腐蝕與裂紋同時出現。應力腐蝕屬于電化學腐蝕 ，一般從金屬表面應力集中缺陷處或電學腐蝕的狹長溝處開始，在拉應力的作用下，腐蝕不斷向深處發展，裂紋也不斷向深處發展，由于裂紋處的應力很高，腐蝕又是大面積的陰極和小面積的陽極組合，因此腐蝕裂紋擴展速度很快 。應力腐蝕裂紋的宏觀特征為裂紋基本上與應力方向垂直；微觀特征為裂紋可能是沿晶間或穿晶 ，也可能是沿晶間和穿晶的混合型。這與材料、腐蝕介質、溫度、應力等因素有關。應力腐蝕裂紋斷口宏觀形態為脆性斷裂，沒有塑性變形的痕跡，斷口表面失去金屬光澤，有時可以看到腐蝕的痕跡和產物，腐蝕產物一般呈灰黑色。常見的應力腐蝕有苛性脆化和腐蝕疲勞。
正解如下： 【晶間腐蝕】 在某一溫區加熱后，金屬材料的晶界上可能析出化合物，這樣將導致晶界附近（晶間）有益耐蝕性的元素貧化，如果此時不具備消除這種局部化學成分變化的條件 ，這種區域將一直保持并導致此區域在今后的材料服役過程中嚴重腐蝕、甚至斷裂，這就是晶間腐蝕。 通常在發生晶間腐蝕的材料表面難以觀察到明顯的變化，但材料表面層各晶粒之間的結合力已經顯著削弱 。 不銹鋼中的析出的主要是Cr的碳化物，而Cr是不銹鋼具有耐腐蝕性能的主要基礎元素 ，Cr在晶間的貧化是導致晶間腐蝕的主要原因，可以通過合理的熱處理消除晶間貧Cr 、避免不銹鋼發生晶間腐蝕。 順便提一句，在不銹鋼之外的多種合金材料上均可能發生晶間腐蝕，但不同的材料對不同的腐蝕介質敏感。
【應力腐蝕】 在沒有腐蝕介質接觸的情況下，金屬材料所承受的應力（主要是拉應力）只要不大于材料的強度 ，即使發生了明顯的變形 ，材料也不至于發生斷裂破壞。然而 ，當材料與腐蝕介質接觸時，即使材料承受的應力遠低于它的屈服強度，它 也會在一定時間后發生斷裂，這種現象就是應力腐蝕 ，前述的“一定時間”就是斷裂壽命。介質不變時，應力越大、斷裂壽命就越短 ；應力不變時，介質濃度 、溫度、壓力（尤其是有害雜質的分壓）將制約材料的斷裂壽命。 通常情況下應力腐蝕導致的金屬材料斷裂為脆性斷裂 ，材料的內應力（例如相變引起的組織應力 、冷作硬化引起的殘余應力等）也會導致材料發生應力腐蝕斷裂。因而 ，通常情況下，同一種金屬材料的強度和硬度越高，則抗應力腐蝕的能力越差；韌性和塑性越好，則抗應力腐蝕的性能也越好 。
另外，一般認為，應力腐蝕斷裂與氫脆有關。 多數金屬材料會發生應力腐蝕現象，但不同材料的敏感介質不同。
對不銹鋼等鐵基合金而言，Ni含量的提高將顯著改善它的抗應力腐蝕性能，一般認為當含Ni量大于40%時，合金對應力腐蝕將變得不再敏感，而實際情況會復雜得多。 晶間腐蝕 ：當奧氏體不銹鋼在425度-870度之間保持足夠的時間 ，碳化鉻（Cr23C6）首先沉積在奧氏體晶界上。這種沉積物形式被認為是敏化作用 。當被敏化的材料在相當強的腐蝕介質中接觸足夠長的時間后，就會發生晶間腐蝕。 敏化處理的制度 ：一般為650度保溫0.5-2h。雙相鋼為650度保溫半小時（0.5h）。
當制造過程中溫度超過400度時，要提供敏化處理的試樣進行試驗。 晶間腐蝕產生的條件是： 1.酸性介質 ，如 ，工業醋酸、硝酸、鹽酸、甲酸等，但氣相 酸不會產生晶間腐蝕。基本上所有的弱酸都對奧氏體不銹鋼有晶間腐蝕。
2.溫度〉50度 防止晶間腐蝕大致有三種 ：
1.固溶化處理；將金屬加熱至高溫單相區恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到飽和固溶體的工藝稱固溶處理。 固熔化處理指加熱到1100℃，使析出物重新分解熔入奧氏體內，經淬火進入一次穩定區。 通過固溶處理鉻鎳不銹鋼將高溫組織在室溫下固定下來獲得被碳過飽和的奧氏體，以改善鉻鎳不銹鋼的耐腐蝕性 。此外，它還能提高鉻鎳不銹鋼的塑性和韌性。
2.降低鋼中含碳量盡量使用超低碳（C<=0.03%）鋼種；這樣在晶間處鉻的含量減少可基本保持在安全限度內 。因為碳很少那么析出的Cr23C6就很少 ，也基本上造成晶間貧鉻的機會就很小了。
3.添加穩定碳化物的元素Ti或Nb。穩定化處理指加熱到875℃保溫2小時空冷。使碳化物充分析出，使鉻元素充分擴散 。從而進入二次穩定區。
浙公網安備 33042402000106號
