典型不銹鋼晶間腐蝕敏化溫度的研究

用電化學(xué)動(dòng)電位再活化( FPR)法.硫嵌一硫酸銅法及掃指屯鏡牙究了典型的202. 304奧氏體不銹鋼與409.430鐵素體不銹鋼在不同敏化溫度下晶間腐蝕的敏感度。結(jié)果表明.奧氏體與鐵素體不銹鋼敏感溫度區(qū)間不同，奧氏體不銹鋼誘發(fā)品間腐蝕的敏感溫度約為650 C,鐵素位不銹鋼誘發(fā)品甸度蝕的敏感溫度約為950C.研究結(jié)果為正確地評(píng)判不銹鋼晶間腐蝕敏感性及優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了科學(xué)依據(jù)。

1、前言

不銹鋼在石油化工及核工業(yè)中應(yīng)月非常廣泛.但是,在加工及使用過程中,由于熱處理不當(dāng),易導(dǎo)致晶間腐蝕"，在化工及原子能工業(yè)生產(chǎn)中由晶間腐蝕造成的設(shè)備損壞占相當(dāng)大的比重.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，晶間腐蝕約占腐蝕損失的10. 2%,加上由晶河轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐?yīng)力腐蝕開裂的事例就更多了，盡管具期腐蝕工作者對(duì)晶間腐蝕的機(jī)理.防止和檢驗(yàn)方法進(jìn)行了許多的研究工作的,但在對(duì)奧氏體與鐵素體不銹鋼進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)時(shí)敏化處理溫度的確定至今仍不明確“到.檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)忽略了兩類不銹鋼敏化處理溫度的區(qū)別,一般籠統(tǒng)地規(guī)定為650C~700C;而從理論的角度來講,鐵素體不銹鋼的敏化處理溫度應(yīng)在927C以上.本研究旨在了解奧氏體與鐵素體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕的敏感溫度區(qū)，從而為正確地評(píng)判不銹鋼晶間腐蝕的敏感性及優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供科學(xué)的依據(jù)。

2、實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)用材料是由太原鋼鐵公司提供的典型不銹鋼202. 304. 409.430冷軋鋼板,化學(xué)成分見表1.將.4個(gè)鋼種的不銹鋼板分別加工成10mnX10mmX2mm及80 mmX20 mmX2 mm的試樣,關(guān)對(duì)各鋼種采用相應(yīng)的固溶處理，分別用650C和950 C進(jìn)行敏化處理.表2為不同試樣的熱處理制度.

用LE0438VP掃描電鏡及電子背散射探測(cè)器觀察組織及表面瘸蝕形貌.

將經(jīng)過敏化處理的試樣,以環(huán)氧樹脂涂封,工作面積為1em',經(jīng)水砂紙逐級(jí)打磨至600,脫脂并沖洗后置于千燥器中以備電化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用.80 mmX20mmX2mm試樣按照GB43305-90的要求進(jìn)行處理.

用Ghal0提出的電化學(xué)動(dòng)電位再活化(EPB)方法，月PART273恒電位儀進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn),輔助電極為石墨電極,參考電極為飽和甘汞電極.實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為0.5 mol/ L 112S0.+0.01 mol/L KSCN溶液實(shí)驗(yàn)溫度25C士1 C,溶液未除氧.試樣浸入介質(zhì)約40 min后,從腐蝕電位開始,以1 mV/s的掃描速度進(jìn)行動(dòng)電位掃描，當(dāng)電位到達(dá)0.3 V后再反向掃描到窩蝕電位.從記錄的動(dòng)電位極化曲線上，得到活化電流密度峰值( 1)和再活化電流密度峰值( 1),由1/la的比值RA(稱為再活化率)定量地表達(dá)試樣的敏化智度.文獻(xiàn)”指出,在R,<0.06時(shí),肯定沒有晶間腐蝕蝕產(chǎn)生;0 06≤Rr≤0, 16時(shí)，需用顯微鏡觀察試樣表百，以確定有無晶間腐蝕: R>0.16時(shí),肯定產(chǎn)生晶間腐蝕.電化學(xué)動(dòng)電位再活化極化曲線示意圖見文獻(xiàn)8,月GB4330.5- 90即硫酸一硫酸銅法數(shù)相應(yīng)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

3、結(jié)果與討論

3.1兩類不銹鋼敏化溫度的確定

表3是兩類不銹鋼的EPR法及硫酸一硫酸銅法(即CB4334. 5- 90)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.圖 1-圖4是兩類不銹鋼試樣經(jīng)過EPR實(shí)驗(yàn)后，掃描電鏡觀察得到的表面腐蝕形貌照片。

由表3可知,奧氏體不銹鋼202. 304在650C熱處理溫度下，再活化率0.16> R>0. 06,其腐蝕形貌照片上觀察到晶間腐蝕(圖1); 鐵素體不銹鋼430在950 C熱處理溫度下R>0 16,也有嚴(yán)重的晶間腐蝕(圖2a),鐵素體不銹鋼409的再活化率0.16>R>0.06,腐蝕形貌照片(圖2b)上未發(fā)現(xiàn)晶間腐蝕.而兩種奧氏體不銹鋼在950C熱處理溫度下，再活化率R< Q 06,均未發(fā)生晶間腐蝕(圖3);鐵素體不銹鋼409.430在650"C熱處理溫度下，R,< 0.06,未發(fā)生晶間腐蝕(圖4)。

4、結(jié)論

在檢驗(yàn)奧氏體與鐵素體不銹鋼晶間腐蝕的敏感性時(shí),兩者的敏化溫度區(qū)間應(yīng)該是不同的.奧氏體天銹鋼的敏化溫度約為650C,鐵素體不銹鋼的敏化溫度約為950"C.因此在不銹鋼出廠檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)根據(jù)鋼種選擇相應(yīng)的敏化處理制度,以免誤判。