铁素体不锈钢晶间腐蚀试验方法的探讨

第41卷 第10期

2008年10月材料保护MaterialsProtectionVol.41 No.10Oct.2008

铁素体不锈钢晶间腐蚀试验方法的探讨朱朝明,田劲松,毛惠刚,才 筝aaba

(宝山钢铁股份有限公司a.研究院不锈钢技术中心,b.不锈钢分公司,上海 200431)

[摘 要] 铁素体不锈钢的应用越来越多,但不锈钢晶间腐蚀试验还缺乏国家标准。介绍了铁素体不锈钢晶间腐蚀的机理,讨论了针对铁素体不锈钢的ASTMA763-93晶间腐蚀试验方法,并对ASTMA763-93未涵盖的低铬铁素体不锈钢的晶间腐蚀试验方法进行了补充。

[关键词] 晶间腐蚀;试验标准;铁素体不锈钢;焊接[中图分类号]TG174.3 [文献标识码]A [-)-03

0 前 言

近年来,度波动,极大地推动了不含镍铁素体不锈钢的发展。

铁素体不锈钢具有优良的耐氯化物应力腐蚀、耐海水

局部腐蚀和抗高温氧化性能,但其室温、低温韧性差,

缺口敏感性高,对晶间腐蚀敏感,焊接性能较差[1]若再将其加热到适当温度并保温足够的时间,过饱和的碳就会以碳化物的形式沉淀出来,导致不锈钢晶界附近贫铬。在不含Ti和Nb等强碳化物形成元素的奥氏体不锈钢中,Cr23C6是最主要的碳化物,其沉淀温度为400~950℃。沉淀动力学取决于钢的化学成分和前加工工序,其中影响最大的是碳元素。碳含量的

降低使Cr23C6的沉淀时间推迟,产生了碳化物的温度区

间向较低方向移动[8]。随着AOD(Argon2OxygenDecarburization)和VOD(Vacu2

um2OxygenDecarburization)技术的发展,通过进一步降。

低碳氮含量和添加稳定化元素,产生了超低碳氮的现

代铁素体不锈钢,改善了其焊接性能和腐蚀性能,扩大

了应用范围。现在,家电行业(如444)、汽车制造业

(如409L)及其厨房等家用设施(如430)都在广泛地应考虑到耐蚀性问题,常用奥氏体不锈钢的含碳量都应低于0.15%(质量分数),因而碳化物的析出温度低于950℃。在较低热处理温度下(650℃),常用奥氏体不锈钢202,304等,在晶界上会有明显的析出物;

而在较高的热处理温度下(925℃以上),晶界则不会

有明显的析出物。因此,常用奥氏体不锈钢产生晶间

腐蚀的敏感温度约为650℃。

碳在铁素体相中的固溶度远小于它在奥氏体相中

的固溶度,而在铁素体相中的扩散速度却远大于在奥

氏体相中的扩散速度。在较高热处理温度条件下,碳

在铁素体相中的晶界吸附趋势大于奥氏体相,只有极

快的冷却速度才能抑制晶界上吸附的碳与紧邻的铬以

碳化铬形态在晶界沉淀,从而没有晶间腐蚀。在水淬

或空冷的情况下,也无法抑制晶界上吸附的碳与紧邻

的铬以碳化铬形态在晶界沉淀,从而使其周围产生贫

铬区,故容易产生晶间腐蚀。由于铬在铁素体相中的

扩散速度较快,在较低热处理温度条件下,碳化物周围

的贫铬区也会很快被铬的扩散消除,不易形成贫铬区,

因而发生晶间腐蚀的倾向很小。

由上可知,铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢发生和

抑制晶间腐蚀的热处理完全相反。用铁素体不锈钢。随着铁素体不锈钢的应用越来越广,关于铁素体不锈钢晶间腐蚀的问题也越来越突出。目前,对于不锈钢晶间腐蚀的国家标准仅限于奥氏体不锈钢必要对这一问题予以重视。[2~6],而铁素体不锈钢晶间腐蚀的评定还缺少依据,所以有1 2种不锈钢晶间腐蚀的区别铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢一样,也可能发生晶间腐蚀[7]。对于晶间腐蚀机理,理论研究较多,20世纪60年代中期以来,贫铬理论被广泛地接受和应用。贫铬理论认为,不锈钢发生晶间腐蚀是由晶界贫铬而引起的。碳在高温奥氏体中的溶解度比较大,常用铬镍奥氏体不锈钢中的碳含量可达0.15%(质量分数)。在高温下溶解了碳的奥氏体不锈钢迅速冷却到室温时,碳就会以过  [收稿日期] 20080622

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