如果你不是做理论研究,仅仅是想了解不锈钢的“晶间腐蚀”是咋回事,那么本文你不容错过。
各种资料上对不锈钢的晶间腐蚀介绍比较专业,非专业人员理解起来比较困难。笔者结合多年对不锈钢材料的理解,并查找各种资料,下面做一个通俗易懂的解释。
一、不锈钢晶间腐蚀机理
一句话解释:不锈钢的晶间腐蚀主要是由于奥氏体不锈钢材料中碳含量过高、温度较高下Cr和C结合,引起贫铬,导致抗腐蚀能力降低。
专业解释:奥氏体不锈钢含碳量较高时(>0.03%),当在450~850℃高温条件下(如加热或焊接),其热影响区的晶界上Cr和C会迅速结合成Cr23C6,在该区域形成贫铬区(Cr含量低于12%),在一定的介质中会形成一个微电偶电池,抗腐蚀能力遭到破坏。
晶间腐蚀条件概括:含碳量高、经过高温、在一定的介质中。
二、关键词解释
含碳量:含碳量>0.03%的奥氏体不锈钢才可能会发生晶间腐蚀。
贫铬区:不锈钢中Cr的质量分数低于12%时,不锈钢的抗腐蚀能力会降低。
一定的介质:只有在以下氧化介质中不锈钢才会产生晶间腐蚀,如醋酸,醋酸 水杨酸,硝酸铵,硫酸铵,铬酸,硫酸铜,脂肪酸,甲酸,硫酸铁,氢氟酸 硫酸铁,乳酸,硝酸,硝酸 盐酸,草酸,磷酸,海水,盐雾,硫酸氢钠,次氯酸钠,二氧化硫(湿) ,硫酸,硫酸 硫酸铜,硫酸 硫酸亚铁, 硫酸 甲醇, 硫酸 硝酸, 亚硫酸, 酞酸, 氢氧化钠 硫化钠等。
三、如何防止晶间腐蚀
采用以下方式可以防止奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。
1.固溶处理。将奥氏体不锈钢加热到 1100℃左右,使碳元素全部或基本溶解,碳固溶于奥氏体中,然后快速冷却至室温,使碳达到过饱和状态(碳已经稳定了,没有能力和机会与铬形成高铬碳化物),称为为固溶热处理。
固溶处理能够提高奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀能力。
当然固溶处理后,如果在强氧化剂如硫酸等介质下,也可能发生晶间腐蚀。
2.选择含碳量低的不锈钢。当不锈钢材料含碳量≤0.03%时,不会发生晶间腐蚀,如选用304L和316L等奥氏体不锈钢。
3.调整焊缝的化学成份。如加入元素Ti和Nb,形成稳定的TiC或NbC,固定钢中的碳,这就排除了形成Cr23C6的可能性,防止出现贫铬区,避免出现晶间腐蚀。
4.工艺措施控制危险温度时间。通过控制在危险温度区的停留时间,防止过热,快焊快冷,使碳来不及析出。
四、其他
以上晶间腐蚀是就奥氏体不锈钢而言,其实发生晶间腐蚀的材料还有黄铜、硬铝合金、镁合金和镍基合金等。
不锈钢材料的选择在满足性能的前提下,要考虑经济性。
304不锈钢在各领域有大量应用,市场上也比较好采购,价格适中,在允许的条件下应该优先选用。