晶間腐蝕測試與研究方法

晶間腐蝕評定的方法有很多，今天各位聊聊晶間腐蝕測試與研究方法。

不同的評定測試方法適用于不同的不銹鋼、合金及不同的腐蝕環(huán)境介質(zhì)，因此正確合理地選用晶間腐蝕的評定測試方法非常重要。

晶間腐蝕的評定測試方法大致可以分為三大類：化學(xué)試驗(yàn)方法、物理試驗(yàn)方法和電化學(xué)試驗(yàn)方法。

化學(xué)試驗(yàn)方法很多，比較成熟，應(yīng)用廣泛；物理檢驗(yàn)方法主要有金相法和彎曲法，特別是金相檢驗(yàn)方法，長期以來在獲得晶粒邊界附近的結(jié)構(gòu)和成分方面有重要的意義；電化學(xué)檢驗(yàn)法以期快速、定量、無損以及便于現(xiàn)場檢驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，近年來越來越多應(yīng)用于現(xiàn)代材料的腐蝕監(jiān)測與檢測。

一、化學(xué)試驗(yàn)方法

這一方法是最早開始使用的方法，比較成熟，用于檢測不銹鋼或者鎳基合金晶間腐蝕敏感性的試驗(yàn)方式，試驗(yàn)主要是利用標(biāo)準(zhǔn)熱酸浸泡的方法。測定試驗(yàn)前后試樣重量與試驗(yàn)樣品的總面積和實(shí)驗(yàn)時(shí)間之間的關(guān)系來評定材料的晶間腐蝕情況。根據(jù)GB/T4334-2008中對化學(xué)測試方法要求。

二、物理試驗(yàn)方法

評定交貨狀態(tài)的材料或者產(chǎn)品有無晶間腐蝕敏感性，或確認(rèn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的或遭受破壞的設(shè)備有無晶間腐蝕敏感性，可直接采用一些物理檢驗(yàn)方法，常用的一些物理方法有：彎曲法，金相法，聲響法，電阻法，強(qiáng)度法，超聲波法，渦流法，液滲法，內(nèi)摩擦法和微觀分析等方法。

三、電化學(xué)試驗(yàn)方法

電化學(xué)試驗(yàn)的方法近年來在材料腐蝕研究領(lǐng)域，應(yīng)用越來越多，在晶間腐蝕研究的電化學(xué)方法中，可以分為以下幾種方法。

1）草酸電解浸蝕法

由Streicher研究發(fā)展起來的草酸電解浸蝕試驗(yàn)，是一種快速、靈敏的晶間敏感性篩選方法，由于電解浸蝕時(shí)晶界上碳化絡(luò)的溶解速度比晶粒本體快，因此可在顯微鏡下觀察到腐蝕的＂溝壑狀＂組織結(jié)構(gòu)，當(dāng)碳化物以不連續(xù)的方式存在時(shí)，則可以觀察到＂混合型＂的結(jié)構(gòu)。晶體取向不同，溶解速度不同，從而引起階梯狀結(jié)構(gòu)。草酸電解浸蝕試驗(yàn)方法能選擇性地溶解碳化鉻，因此它可檢驗(yàn)因碳化鉻沉淀引起敏化的任何合金，也可以用來檢驗(yàn)用鈦和鈮穩(wěn)定的合金。

2）恒電位法

恒電位法是根據(jù)晶間腐蝕敏感材料與耐晶間腐蝕材料不同的陽極極化行為來檢測腐蝕敏感性。測量方法是通過極化曲線的形狀或者通過第二陽極峰來檢驗(yàn)和判斷晶間腐蝕。此方法可用極化曲線的形狀判斷敏化的鐵素體和馬氏體不銹鋼，但是很難區(qū)別敏化與非敏化奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕敏感性。

3）掃描參比電極法

掃描參比電極首先由美國科學(xué)家Isassa創(chuàng)立，并成功用來研究不銹鋼晶間腐蝕敏感性。該技術(shù)被用來確定晶間腐蝕發(fā)生的原始位置和敏化點(diǎn)位區(qū)間，此外還有研究者將掃描參比電極技術(shù)與電化學(xué)動(dòng)電位再活化技術(shù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的應(yīng)用更有效的得出晶間腐蝕條件下腐蝕電流與電解液中形成的電位分布之間的半定量關(guān)系。

4）電化學(xué)動(dòng)電位再活化法

電化學(xué)動(dòng)電位再活化法（Electrochemical Potentiokinetic Reactivation，EPR）是通過測量并分析試樣在配置電解液中的再活化極化曲線以獲知晶界貧鉻區(qū)的溶解行為，進(jìn)而判斷試樣的晶間腐蝕敏感程度。電化學(xué)動(dòng)電位再活化法具有快速、定量、非破壞等優(yōu)點(diǎn)，常用來測試奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感程度。

1）草酸電解浸蝕法

由Streicher研究發(fā)展起來的草酸電解浸蝕試驗(yàn)，是一種快速、靈敏的晶間敏感性篩選方法，由于電解浸蝕時(shí)晶界上碳化絡(luò)的溶解速度比晶粒本體快，因此可在顯微鏡下觀察到腐蝕的＂溝壑狀＂組織結(jié)構(gòu)，當(dāng)碳化物以不連續(xù)的方式存在時(shí)，則可以觀察到＂混合型＂的結(jié)構(gòu)。晶體取向不同，溶解速度不同，從而引起階梯狀結(jié)構(gòu)。草酸電解浸蝕試驗(yàn)方法能選擇性地溶解碳化鉻，因此它可檢驗(yàn)因碳化鉻沉淀引起敏化的任何合金，也可以用來檢驗(yàn)用鈦和鈮穩(wěn)定的合金。

2）恒電位法

恒電位法是根據(jù)晶間腐蝕敏感材料與耐晶間腐蝕材料不同的陽極極化行為來檢測腐蝕敏感性。測量方法是通過極化曲線的形狀或者通過第二陽極峰來檢驗(yàn)和判斷晶間腐蝕。此方法可用極化曲線的形狀判斷敏化的鐵素體和馬氏體不銹鋼，但是很難區(qū)別敏化與非敏化奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕敏感性。

3）掃描參比電極法

掃描參比電極首先由美國科學(xué)家Isassa創(chuàng)立，并成功用來研究不銹鋼晶間腐蝕敏感性。該技術(shù)被用來確定晶間腐蝕發(fā)生的原始位置和敏化點(diǎn)位區(qū)間，此外還有研究者將掃描參比電極技術(shù)與電化學(xué)動(dòng)電位再活化技術(shù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)的應(yīng)用更有效的得出晶間腐蝕條件下腐蝕電流與電解液中形成的電位分布之間的半定量關(guān)系。

4）電化學(xué)動(dòng)電位再活化法

電化學(xué)動(dòng)電位再活化法（Electrochemical Potentiokinetic Reactivation，EPR）是通過測量并分析試樣在配置電解液中的再活化極化曲線以獲知晶界貧鉻區(qū)的溶解行為，進(jìn)而判斷試樣的晶間腐蝕敏感程度。電化學(xué)動(dòng)電位再活化法具有快速、定量、非破壞等優(yōu)點(diǎn)，常用來測試奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感程度。