第一期材料专业课知识竞赛（第二季）颁奖及讨论整理帖
本帖最后由 Rainbow 于 2013-10-17 09:19 编辑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，于特定的腐蚀环境中易发生晶间腐蚀，晶间腐蚀还会加快整体腐蚀，因此，奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究是多年来研究重点。（1）什么是晶间腐蚀？除晶间腐蚀外，电化学腐蚀的基本形式还有有哪些？（2）叙述一下奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的机理。（3）消除晶间腐蚀的措施有哪些？（4）对晶间腐蚀的敏感性的评价主要的技术手段有哪些？举出2个即可。（可以多角度考虑）答案：
（1）晶间腐蚀是一种选择性的腐蚀破坏，它不是从局部外表面开始的，而是集中发生在金属的晶界区，因此称作晶间腐蚀。除晶间腐蚀外，电化学腐蚀还包括一般腐蚀、点腐蚀和应力腐蚀等。（2）晶间腐蚀的机理主要有“贫Cr理论 ”和“晶间区偏析杂质或第二相选择性溶解理论”等。贫Cr理论：在晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫Cr区，Cr低于12%，在许多介质中没有钝化能力，贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。晶间区偏析杂质或第二相选择性溶解理论：当晶界上析出了σ相（FeCr金属间化合物，属硬脆相），或是有杂质（如P、Si）偏析，在强氧化性介质中便会发生选择性溶解，以致发生晶间腐蚀。（3）①降低奥氏体不锈钢中的碳含量。W(C)≤0.03%，没有晶间腐蚀发生。（如00Cr19Ni10钢。）②加入强碳化物形成元素Ti和Nb，固C，形成稳定的TiC或NbC。（如常用焊接材料1Cr18Ni9Ti、A137、A302等，都含有Ti或Nb）③钢中若有10-50%体积的δ铁素体，可改善奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向。（注：δ铁素体在500-800℃发生相间沉淀，Cr23C6在δ/γ相界δ一侧析出呈点状，排除了在奥氏体晶界析出Cr23C6，且δ相内铬的扩散系数比γ相内高103倍，不致产生贫铬区）④固溶淬火处理（注：固溶淬火处理能使碳化物不析出或少许析出，故可防止晶间腐蚀。具体工艺为将奥氏体不锈钢加热至1050～1150℃，使Cr23C6溶解，水淬，迅速通过敏化温度区，使合金保持含铬的均一态）。（4）主要评价方法：有EPR、法光电化学微区成像技术和共振拉曼光谱方法等，这些方法具有较高的灵敏度。第一期优秀学员名单： 木易雨泽 che1020 追梦1优秀学员展示：木易雨泽1 晶间腐蚀，是指在某些环境中，晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时，会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀,称为晶间腐蚀。电化学腐蚀形式有电解腐蚀、双金属的腐蚀、焊缝或裂缝腐蚀、磨擦腐蚀、应力腐蚀等。
2晶间腐蚀机理 贫铬理论是奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要理论，不锈钢中碳在奥氏体里的固溶度随着温度的升高而增加，500～700℃时，1Cr18Ni9钢中碳在奥氏体里的平均固溶度不超过0.01％。奥氏体不锈钢经固溶处理快速冷却后，奥氏体中的碳处于过饱和状态。当这种钢在敏化温度范围(427～816℃)内受热时，奥氏体中过饱和的碳会迅速地向晶界扩散,在晶界上,碳消耗了晶界周围的铬，与铬形成铬的碳化物，由于铬的扩散速度太慢而得不到及时的补充，结果在晶界周围形成严重的贫铬区。1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的贫铬区的宽度约为2000┱左右，贫铬区的含铬量低于9.28％,亦即低于钝化所需要的含铬量。贫铬区和晶粒本身的电化学性能的差异，使贫铬区（阳极）和处于钝化态的基体（阴极）之间建立起一个具有很大电位差的活化-钝化电池。贫铬区的小阳极和基体的大阴极构成腐蚀电池，使贫铬区受到晶间腐蚀。
3：①改变介质的腐蚀性；②采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受热，或在可能条件下重新进行固溶处理或其他合适的热处理工艺；③采用低碳和高纯的不锈钢或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；④在不锈钢中添加钛、铌等强碳化物形成元素，形成碳化钛和碳化铌，以减少晶界贫铬现象。
4①10％草酸浸蚀法②硫酸-硫酸铁试验法 che1020晶间腐蚀是沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。
电化学腐蚀的基本类型有电解腐蚀、双金属的腐蚀、焊缝或裂缝腐蚀、磨擦腐蚀、应力腐蚀等。
奥氏体不锈钢一般都是经过固溶处理的，因其含碳量因饱和而呈不稳定状态，若经过再次450-850℃的加热，碳原子会向晶界扩散，并与Cr形成高铬化合物而聚集于晶界，此时由于Cr原子在晶粒的内部扩散速度慢，就会在晶粒的边界附近造成严重缺铬，而形成一个贫铬带。当有腐蚀介质作用时，缺铬的区域将会产生明显的腐蚀，即晶间腐蚀。
晶间腐蚀的预防措施：严格控制含碳量，采用双相组织，添加稳定剂，进行固溶处理，进行均匀化处理等追梦1第一问：晶间腐蚀是指在某些环境中，晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时，会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀,称为晶间腐蚀。电化学腐蚀形式有电解腐蚀、双金属的腐蚀、焊缝或裂缝腐蚀、磨擦腐蚀、应力腐蚀等。
第二问：晶间腐蚀机理如下：
不锈钢中碳在奥氏体里的固溶度随着温度的升高而增加，500～700℃时，1Cr18Ni9钢中碳在奥氏体里的平均固溶度不超过0.01％。奥氏体不锈钢经固溶处理快速冷却后，奥氏体中的碳处于过饱和状态。当这种钢在敏化温度范围(427～816℃)内受热时，奥氏体中过饱和的碳会迅速地向晶界扩散,在晶界上,碳消耗了晶界周围的铬，与铬形成铬的碳化物，由于铬的扩散速度太慢而得不到及时的补充，结果在晶界周围形成严重的贫铬区。1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的贫铬区的宽度约为2000┱左右，贫铬区的含铬量低于9.28％,亦即低于钝化所需要的含铬量。贫铬区和晶粒本身的电化学性能的差异，使贫铬区（阳极）和处于钝化态的基体（阴极）之间建立起一个具有很大电位差的活化-钝化电池。贫铬区的小阳极和基体的大阴极构成腐蚀电池，使贫铬区受到晶间腐蚀。
第三问：
1、改变介质的腐蚀性；2、采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受热，或在可能条件下重新进行固溶处理或其他合适的热处理工艺；3、采用低碳和高纯的不锈钢或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；4、在不锈钢中添加钛、铌等强碳化物形成元素，形成碳化钛和碳化铌，以减少晶界贫铬现象。
第四问：
1、10％草酸浸蚀法 2、硫酸-硫酸铁试验法
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