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在線客服 本次GB/T 4334標準的修訂，將標準名稱變更為《金屬和合金的腐蝕 奧氏體及雙相(鐵素體-奧氏體)不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》，通過名稱明確了上述體系中各標準的適用范圍，便于使用和實施。同時，廢除了方法D—不銹鋼硝酸-氫氟酸腐蝕試驗方法，增加了方法F—銅-硫酸銅-35%硫酸腐蝕試驗方法和方法G—40%硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法，修改了敏化制度和彎曲實驗參數(shù)等技術(shù)指標。通過本次修訂，提高了不銹鋼晶間腐蝕試驗方法標準的科學性、經(jīng)濟性和實用性，有助于指導(dǎo)和規(guī)范高鉻鉬奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼生產(chǎn)和驗收，有助于提高我國不銹鋼產(chǎn)品的技術(shù)性能、安全可靠性及環(huán)保性能。
前不久，由冶金工業(yè)信息標準研究院組織的GB/T 4334《金屬和合金的腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》等兩項國家標準和一項國家標準外文版審定會在江蘇無錫順利召開。經(jīng)過兩輪會議評審的GB/T 4334確定了最終的送審稿。私作為該分技術(shù)委員會的委員，全程參與了該標準的修訂過程，下面就為各位提前“劇透”下更新版的主要修改內(nèi)容。“劇透”的主要目的是為了向小伙伴們闡明專家組對于各修訂之處的原因和意圖，便于大家更好地理解更新版標準的改動之處。預(yù)計更新版標準將于2020年正式發(fā)布實施，希望屆時都能夠更好地執(zhí)行。
01淘汰落后的硝酸-氫氟酸法
我國GB/T 4334-2008中的D法——不銹鋼硝酸-氫氟酸試驗法最早于1984年修改采用自日本的JIS G 0574-1980。美國ASTM A262的早期版本中也包含了硝酸-氫氟酸法，但在1993年以后的版本中此法遭到淘汰，隨后日本也廢除了JIS G 0574，因此當前其他各國標準中均無此方法。硝酸-氫氟酸法具有如下特點：不銹鋼在此試驗溶液中的腐蝕電位處在活化-鈍化區(qū)，因此會伴有嚴重的全面腐蝕。所以，試樣必須采用參照試樣，借助腐蝕速率比值的評定方法來篩除全面腐蝕的干擾影響。此外，試驗時的溫度為70°C而不采用沸騰，控制相對不便；試驗溶液含有劇毒的氫氟酸，不能使用常規(guī)的玻璃容器，而需采用耐硝酸和氫氟酸腐蝕的特制塑料容器，這些因素都在一定程度上影響了該方法，導(dǎo)致該方法幾乎從未被廣泛使用過。由于硝酸-氫氟酸法的這些特點，這一方法在國標GB/T 4334-2008中名存實亡，因此更新版標準將該方法廢除。
02新增兩個實驗方法使適用范圍進一步擴大
GB/T 4334-2008修改采用自ISO 3651-1,3651-2。但是只保留了ISO 3651-1中的硝酸法和ISO 3651-2中A法——銅-硫酸銅-16%硫酸法。而對于ISO 3651-2中B 法——銅-硫酸銅-35%硫酸法則并未納入，此外，GB/T 4334-2008方法B名義上由ISO 3651-2中C法變更而來，實際相對于早期版本并無實質(zhì)變化。GB/T 4334 的早期版本GB/T 4334.1~5-1980 和GB/T 4334.1~5-2000 最早非等效采用日本標準JIS G 0571~0575。而在1999年，日本對這幾個標準進行了較大的修改，由原先的ASTM體系逐漸向ISO體系靠攏。JIS G 0575-1999在原先銅-硫酸銅-16%硫酸法的基礎(chǔ)上，增加了銅-硫酸銅-35%硫酸法，JIS G 0572-2006將原來與ASTM A262中B法等同的50%硫酸-硫酸鐵法變更成與ISO等效的40%硫酸-硫酸鐵法。這兩項變化使日本晶間腐蝕標準的適用范圍得到了較大的擴展，即適用范圍由僅適用于奧氏體不銹鋼進一步擴大到了雙相不銹鋼。但我國標準從2000版到2008 版內(nèi)容卻無實質(zhì)變化。根據(jù)GB/T 4334-2008的前言所述，與相應(yīng)ISO標準相比，本標準方法C的適用范圍不包括雙相不銹鋼；方法B適用范圍不包括鐵素體不銹鋼。但實際上，在GB/T 4334-2008正文的第一章“范圍”中，方法A、B、C和D所明確指定的適用范圍都僅局限于奧氏體不銹鋼。在GB/T 4334-2008中，僅方法E明確指出“適用于奧氏體、奧氏體-鐵素體不銹鋼…”。這種情況下，對于雙相不銹鋼的晶間腐蝕試樣方法選擇范圍過于單一。此外，GB/T 4334-2008在方法A中列出了一些不銹鋼牌號所適用的晶間腐蝕試驗方法，這些牌號都是Cr含量全部低于20%的300系不銹鋼。對于Cr、Mo含量更高的奧氏體不銹鋼以及雙相不銹鋼都沒有相應(yīng)的說明，這在我國超級不銹鋼發(fā)展日益成熟的今天顯然有些過時。硫酸-硫酸銅法中決定其腐蝕性的主要是硫酸濃度，對于用在不太惡劣環(huán)境下的300系不銹鋼，如304、316等不銹鋼，16%的硫酸-硫酸銅法已被廣泛證明是合適的。但是，對用于更惡劣環(huán)境下的高鉻、鉬不銹鋼，采用16%的硫酸-硫酸銅法檢驗晶間腐蝕的結(jié)果往往與工程實際不符合。此時，一般應(yīng)選用更高濃度的硫酸。美、日、俄及ISO標準中都包含了更高濃度的硫酸-硫酸銅法，鑒于我國超級不銹鋼使用的日益廣泛，將更高濃度的硫酸法納入標準已顯得非常迫切。
當前，由于我國標準體系在高鉻鉬含量不銹鋼及雙相不銹鋼晶間腐蝕試驗方法方面的不夠完善，導(dǎo)致國內(nèi)部分不銹鋼產(chǎn)品在晶間腐蝕檢驗時面臨無相關(guān)國家標準可依的窘境，而只能選用國際標準。例如，針對雙相不銹鋼的晶間腐蝕檢驗，GB/T 21433-2008《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗》就不得不引用了ISO 3651-(1~2)。
鑒于近年來不銹鋼產(chǎn)業(yè)在我國的迅猛發(fā)展，將適用于高鉻鉬含量奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼的晶間腐蝕試驗方法納入不銹鋼的晶間腐蝕試驗標準顯得日益迫切。結(jié)合國外標準及我國對晶間腐蝕試驗方法的使用情況，本次標準的修訂將在GB/T 4334-2008的基礎(chǔ)上增加銅-硫酸銅-35%硫酸法及40%硫酸-硫酸鐵法。
03對取樣和制備、試驗報告進行了部分調(diào)整
GB/T 31935-2015及GB/T 32571-2016內(nèi)容中關(guān)于“取樣和制備”及“試驗報告”部分參考了GB/T 4334-2008標準，并同時進行了很好的改進，體現(xiàn)了“先進性、科學性和合理性”；本次GB/T 4334的修訂在“取樣和制備”及“試驗報告”部分與上述兩標準進行了適當?shù)牡韧?，既保證了本標準的先進性，同時又使不同類型不銹鋼的晶間腐蝕試驗取樣標準得到了統(tǒng)一。此外，對于彎曲法的取樣根據(jù)GB/T 4338-2008標準在實際使用過程中遇到的問題以及多方意見增加了附注，即“對于較厚的試樣，若無法彎曲兩個被檢驗面，則可取兩組各兩個試樣。取樣時標記出各試樣相同的某一樣面。試驗后，兩組試樣分別彎曲被標記面和未標記面”，增加了標準的實用性和可操作性。
04對敏化制度進行了部分調(diào)整
早期的晶間腐蝕試驗標準主要為美、俄兩個體系標準，其敏化時間在當時的規(guī)定均為 2h，20世紀70年代后均改為1h，說明2h偏長。根據(jù)合肥通用機械研究院的大量試驗分析，8mm左右厚度的18-8鋼板，正常焊條電弧焊試樣的晶間腐蝕敏化程度大約不超過鋼板試樣經(jīng)650°C敏化15min的晶間腐蝕敏化程度。所以一般認為GB/T 4334-2008標準要求650°C保溫兩小時的要求是相對較嚴苛的，該參數(shù)最早也源自日本JIS G 0571~0575-1980。但日標在1999年的修訂版中就將敏化制度與ISO進行了等同，從而將敏化時間大大縮短了。GB/T 4334.2-2000、GB/T 4334.3-2000、GB/T 4334.4-2000對低碳和穩(wěn)定化奧氏體不銹鋼的敏化制度作出規(guī)定后，都另外說明“根據(jù)雙方協(xié)議，也可以用其他敏化處理制度”，而在GB/T 4334.1-2000和GB/T 4334.5-2000中，卻沒有關(guān)于協(xié)商的條款。到了GB/T 4334-2008版中，則把所有方法的敏化制度統(tǒng)一規(guī)定為“對超低碳鋼（碳含量不大于0.03%）和穩(wěn)定化鋼種（添加鈦或鈮），敏化處理制度為650℃，壓力加工試樣保溫2h，鑄件保溫1 h，空冷。”而無供需雙方協(xié)商條款。對于這一規(guī)定，從各工業(yè)企業(yè)反饋的意見來看，普遍認為這一規(guī)定限定過于死板，導(dǎo)致試驗敏化制度沒有任何調(diào)整空間。而實際上，對于不同牌號、不同合金含量的不銹鋼，其第二相析出的敏感溫度是有差異的，將敏化溫度限定在一個固定溫度顯然不夠合理，美國ASTM A262標準規(guī)定敏化溫度的范圍為650~675°C，同時也允許供需雙方協(xié)商敏化的時間及隨后冷卻方式，ISO及日本JIS標準對敏化制度也提供了不同的選擇?？梢哉f，將敏化溫度嚴格限定在一個溫度明顯地違背了科學性原則。
可以看到：
(1) ASTM A262僅強制要求敏化溫度為650~675°C，對敏化時間和冷卻方式不作強制要求，但是推薦了一種常用的敏化制度，即 675°C，保溫1h；
(2) ISO 3651-2提供了兩種供選的敏化制度，對敏化溫度、時間及冷卻方式均做出了明確規(guī)定；
(3) JIS G 0575推薦采用ISO 3651-2的敏化制度，但特別說明“經(jīng)供需雙方協(xié)商，可以采用其他敏化制度”；
(4) GB/T 4334-2008強制要求執(zhí)行一種敏化制度，即“650°C，壓力加試樣保溫2h，鑄件保溫1h，空冷”。
此外，美國ASTM A262在銅-硫酸銅-16%硫酸法中，特別說明除非需方特別聲明，否則可以使用ISO 3651-2中的A法替代本法，同時使用ISO標準提供的敏化制度，這表明 ASTM標準對ISO標準敏化制度的規(guī)定也是認可的。因此，針對晶間腐蝕試驗的敏化處理制度，標準更新版不再作強制要求，考慮到國內(nèi)長期以來一些設(shè)計選材對于敏化制度的連續(xù)性要求，對奧氏體不銹鋼維持推薦采用GB/T 4334-2008版標準的敏化制度；對于雙相不銹鋼，已有大量試驗和研究表明，使用GB/T 4334-2008版標準的敏化制度往往造成試驗過程中試樣的非晶間腐蝕開裂，從而增加大量的鑒定工作量，因此我們推薦采用使用范圍更加廣泛的ISO3651-2的敏化制度。對于其他不銹鋼，則規(guī)定“試樣是否需要敏化處理和采取何種敏化處理制度，由產(chǎn)品標準或供需雙方協(xié)商確定”。
05對65%硝酸法所用硝酸濃度添加注釋說明
此前研究表明，硝酸濃度對試驗結(jié)果影響較大。對于硝酸的配制，老版標準有專門說明。如果按要求配制65%±0.2%確實比較困難，需要通過滴定來配制，對于企業(yè)來說存在困難。更新版標準將在文末添加“（ρ20=1.40g/mL）”以表示可以采用比重法間接測定所配溶液濃度是否符合要求。
此外，從該方法的溶液配制過程反饋的情況看，有些企業(yè)和單位會參照美國ASTM A262中的配制方法（比率為每升濃硝酸添加108mL水）配制。但這在我國國情下是不可取的。美標的配制方法本身沒有問題，問題在于所用濃硝酸的濃度并不相同。國際標準ISO和美國ASTM標準中對于濃硝酸的濃度規(guī)定是69%~71%;而我國GB/T 626中對于濃硝酸的濃度規(guī)定為65%~68%。即所用的濃硝酸的初始濃度就不一致，如果使用我國生產(chǎn)的符合GB/T 626的濃硝酸去按照美國ASTM A626中的配制方法配出的硝酸濃度將明顯低于65%。遂在標準更新版中添加一了段注釋：“本標準所用硝酸（質(zhì)量分數(shù)65%~68%），與美國ASTM A262所用硝酸（質(zhì)量分數(shù)69%~71%）不同，不能采用ASTM A262所規(guī)定硝酸溶液的配制方式來配制本標準用65%硝酸溶液。”
06對彎曲法的參數(shù)進行了修改
GB/T 4334自從第一版以來，就有行業(yè)專家認為其中銅-硫酸銅-16%硫酸法的彎曲參數(shù)相比國外過于嚴苛，導(dǎo)致對此參數(shù)的爭議一直較大。GB/T 4334-2008對彎曲參數(shù)的規(guī)定如下：“壓力加工件、焊管和焊接件試樣彎曲角度為180°，焊管舟形試樣沿垂直焊縫方向進行彎曲，焊接接頭沿熔合線進行彎曲。鑄鋼件彎曲角度為90°。試樣彎曲用的壓頭直徑，當試樣厚度不大于1mm時，壓頭直徑為1mm；當試樣厚度大于1mm時，壓頭直徑為5mm。”這一規(guī)定最早沿用自GB 4334.5-1990。當時的認識是壓頭直徑對彎曲試驗的結(jié)果影響較小，為了使用方便而統(tǒng)一成兩個壓頭直徑。
然而，近年來無論是理論計算還是實際實驗都表明壓頭直徑對于彎曲試驗的結(jié)果有很大的影響。尤其是對于較厚且本身塑性較差的試樣，采用5mm的壓頭直徑往往會出現(xiàn)試樣由于冷塑性較差而導(dǎo)致開裂的情況，從而增加了大量的金相檢測工作。例如大量實驗研究表明，焊接接頭由于塑性本身較差，即使不經(jīng)晶間腐蝕試驗，許多材料稍厚的空白試樣按GB/T 4334-2008標準的要求彎曲到180°也會由于冷變形超過其塑性而導(dǎo)致開裂。對于這類低塑性材料，ASTM標準特意聲明，不須彎曲180°，而是通過未經(jīng)試驗的空白試樣來獲得該材料不產(chǎn)生冷彎裂紋的最大彎曲角度，并以此角度作為晶間腐蝕試驗后試樣的彎曲角度來評定試樣是否產(chǎn)生晶間腐蝕開裂。ISO 3651-2對彎頭的要求為壓力加工試樣彎頭直徑不大于試樣厚度的兩倍，鑄件試樣彎頭直徑不大于試樣厚度的4倍。對于彎曲角度的要求是不小于90°。
此外，我國鎳基合金晶間腐蝕的標準GB/T 15260-2016對于彎曲參數(shù)的規(guī)定是，“壓頭半徑等于試樣厚度的兩倍，試樣彎曲角度為180度”，與此同時，也特別說明“對于韌性低的材料，應(yīng)通過彎曲一個與被試驗試樣相同材質(zhì)及形狀的空白試樣為決定不發(fā)生裂紋的最大彎曲角度”，這與ASTM A262是相似的。有行業(yè)專家認為，標準的先進性在于科學性和合理性，而并非嚴苛性。當前GB/T 4334-2008對于彎曲參數(shù)的要求過于嚴苛，導(dǎo)致了使用該標準中方法E往往增加了很大的后期檢驗工作量，方法的實用性也因此大大降低，遠不能滿足當前工程實際的需要。因此，結(jié)合眾多專家意見及文獻，參考ASTM A262、ISO 3651-2以及我國GB/T 15260對彎曲法的試驗參數(shù)進行更改非常有必要。
本次彎曲參數(shù)的修改參照ISO標準，經(jīng)修改后的彎曲角參數(shù)為：“壓力加工件試樣彎曲角度為180°。鑄鋼件、焊管和焊接件彎曲角度不小于90°，焊管舟形試樣沿垂直焊縫方向進行彎曲，焊接接頭沿熔合線進行彎曲。對于低韌性的材料，可用采用一個未經(jīng)試驗的試樣確定其不發(fā)生開裂的最大彎曲角度，以此作為彎曲試驗的彎曲角度。”在GB/T 4334-2008版的基礎(chǔ)上，保留了壓力加工件試樣彎曲角度為180°，對于焊管和焊接件規(guī)定彎曲角度由原來的180°變?yōu)?ldquo;不小于90°”，主要是考慮到焊接件本身塑性較差，當前工業(yè)上對焊接試驗也常采用90°彎曲角，對于鑄件的彎曲角為90°變?yōu)椴恍∮?0°求兼容了此前版本的要求。
此外，還針對低塑性材料進行了特別說明。對于壓頭直徑，此次變更“對于壓力加工件，試樣彎曲用的壓頭直徑應(yīng)不大于試樣厚度的2倍；對于鑄鋼件、焊管和焊接件，試樣彎曲用的壓頭直徑應(yīng)不大于試樣厚度的4倍”，這與ISO標準等同。相對于ASTM標準的優(yōu)點在于不需要針對每個厚度采用不同直徑的壓頭。至于原來5mm的壓頭，在新的標準規(guī)定下對于壓力加工件而言適用于厚度大于2.5mm的所有試樣，對于鑄件、焊接件等低塑工件則適用于厚度1.25mm的試樣。
07對標準名稱進行了變更
近年來，由于鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕標準GB/T 31935-2015《金屬和合金的腐蝕 低鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》、GB/T 32571-2016《金屬和合金的腐蝕 高鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》先后發(fā)布，對于鐵素體不銹鋼而言已經(jīng)有了獨立的晶間腐蝕試驗標準體系，所以GB/T 4334-2008《金屬和合金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》這一名稱已明顯不合適，本次修訂后，GB/T 4334的適用范圍將包括奧氏體不銹鋼以及雙相不銹鋼，遂將標準名稱改成“金屬和合金的腐蝕 奧氏體及雙相(鐵素體-奧氏體)不銹鋼晶間腐蝕試驗方法”。
