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一、晶間腐蝕的定義

晶間腐蝕是指沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴展的腐蝕。由于晶粒表面和內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機械強度。而且腐蝕發(fā)生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤，看不出被破壞的跡象，但晶粒間結(jié)合力顯著減弱，力學(xué)性能惡化，不能經(jīng)受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現(xiàn)于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學(xué)工業(yè)的一個重大問題。晶間腐蝕是局部腐蝕的一種。

二、晶間腐蝕產(chǎn)生條件

有第二相沿晶界析出，金屬或合金中含有雜質(zhì)、晶界與晶粒內(nèi)化學(xué)成分的差異，在適宜的介質(zhì)中形成原電池腐蝕以及存在特定的介質(zhì)等。

三、晶間腐蝕機理

主要有貧化理論、晶間б相析出理論和晶界吸附理論。

1）貧化理論：晶間腐蝕是由于晶界析出第二相，造成晶界某一成分的貧乏化。晶界鈍態(tài)受到破壞，在晶界析出的碳化鉻周圍貧鉻區(qū)成為活化的陽極區(qū)，而碳化鉻和晶粒處于鈍態(tài)，成為鈍化的陰極區(qū)，在腐蝕介質(zhì)中構(gòu)成活化—鈍化微電池。該電池具有大陰極—小陽極的面積比，加速了晶界區(qū)的腐蝕。

2）晶間相析出理論：對于低碳和超低碳鋼，不存在因碳化物在晶界析出引起貧鉻條件。而超低碳不銹鋼，特別是含高 Cr（＞20%）、Mo不銹鋼在 650～850℃內(nèi)熱處理，易引起б相（FeCr 金屬間化合物）在晶間沉淀析出而產(chǎn)生晶間腐蝕。

3）晶界吸附理論：相關(guān)實驗表明，當(dāng)固溶體中P達(dá)到100ppm或 Si在1000～2000ppm時，它們在高溫區(qū)會被晶界吸附，并偏析在晶界上。這些雜質(zhì)在強氧化劑介質(zhì)作用下便發(fā)生溶解，導(dǎo)致晶界選擇性的晶間腐蝕。

四、影響因素

1）腐蝕介質(zhì)：在酸性介質(zhì)中，不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕比較嚴(yán)重。

2）溫度：由于 450～850℃為敏化溫度，所以在加熱過程特別是在焊接時，應(yīng)盡量避免敏化溫度區(qū)。

3）冷卻速度：不銹鋼在加熱或冷卻過程中，在敏化溫度區(qū)停留時間越短，發(fā)生晶間腐蝕的幾率越小。

4）含碳量的影響：碳元素對不銹鋼的晶間腐蝕起著關(guān)鍵性的作用。當(dāng)碳含量較小時，就沒有足夠的碳析出與鉻結(jié)合，當(dāng)碳含量高于0. 08wt％時，析出的碳逐漸增多，在晶界處形成的碳化鉻也隨之增加，從而就產(chǎn)生了貧鉻區(qū)，造成了晶間腐蝕。

5）組織結(jié)構(gòu)的影響：在奧氏體不銹鋼的相結(jié)構(gòu)中，如果僅僅是單相奧氏體時，抗晶間腐蝕性能較差。奧氏體－鐵素體的雙相組織抗晶間腐蝕的能力較好。

6）合金元素的影響：添加一些與碳結(jié)合能力大于鉻的元素就可以提高抗晶間腐蝕的能力。

五、晶間腐蝕試驗方法

可分為熱酸浸泡法和電化學(xué)方法兩大類。在特定介質(zhì)條件下檢驗金屬材料晶間腐蝕敏感性的加速金屬腐蝕試驗方法，是為了了解材料的化學(xué)成分、熱處理和加工工藝是否合理。電化學(xué)方法具有簡單、快速和易適用于現(xiàn)場等優(yōu)點，但同時具有實驗結(jié)果影響因素眾多和重復(fù)性差等缺點，往往用來做材料和工藝篩選，并不作為結(jié)果判定依據(jù)。

六、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 21433-2008 不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗

GBT 4334-2020 金屬和合金的腐蝕奧氏體及鐵素體-奧氏體(雙相)不銹鋼晶間腐蝕試驗方法

ASTM A262-2015（2021）奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測方法

ASTM A763-2015（2021）鐵素體不銹鋼晶間腐蝕敏感性檢測規(guī)程

ASTM G28-2002(R2015)鍛制高鎳鉻軸承合金晶間腐蝕敏感性檢測的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法

GB/T 15260-2016 金屬和合金的腐蝕鎳合金晶間腐蝕試驗

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

GB/T 7998-2023 鋁合金晶間腐蝕敏感性評價方法

GB/T 26491-2011 5XXX系鋁合金晶間腐蝕試驗

GBT15970.1-2018金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗

GB/T 15970.2-2000 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第2部分:彎梁試樣的制備和應(yīng)用

GB/T 15970.3-1995 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第3部分:Ｕ型彎曲試樣的制備

GB/T 15970.4-2000 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第4部分:單軸加載拉伸試樣的制備和應(yīng)用

GB/T 15970.5-1998 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第5部分:Ｃ型環(huán)試樣的制備和應(yīng)用

GB/T 15970.6-2007 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第6部分:恒載荷或恒位移下的預(yù)裂紋試樣的制備和應(yīng)用

GB/T 15970.7-2017 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第7部分:慢應(yīng)變速率試驗

GB/T 15970.8-2005 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗第8部分:焊接試樣的制備和應(yīng)用

GB/T 15970.9-2007 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕試驗，第9部分:漸增式載荷或漸增式位移下的預(yù)裂紋試樣的制備和應(yīng)用

GB/T 20122-2006 金屬和合金的腐蝕滴落蒸發(fā)試驗的應(yīng)力腐蝕開裂評價

GB/T 24518-2009 金屬和合金的腐蝕應(yīng)力腐蝕室外暴露試驗方法

GB/T 25151.2-2010 尿素高壓設(shè)備制造檢驗方法第2部分:尿素級超低碳鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼選擇性腐蝕檢查和金相檢查

GB/T 25151.3-2010 尿素高壓設(shè)備制造檢驗第3部分:尿素級超低碳鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向試驗

GB/T 25151.4-2010 尿素高壓設(shè)備制造檢驗第4部分:尿素級超低碳鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向試驗

HG/T 3173-2002 尿素級超低碳鉻鎳鈅奧氏體不銹鋼晶間腐蝕傾向試驗

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

GB/T 36174-2018 金屬和合金的腐蝕固溶熱處理鋁合金的耐晶間腐蝕性的測定

HB 5255-1983 鋁合金晶間腐蝕及晶間腐蝕傾向的測定---中華人民共和國航空工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 3949-2001 船用不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕試驗

MH/T 6102-2014 化學(xué)處理致飛機金屬晶間腐蝕和端面晶粒點蝕的試驗---中華人民共和國民用航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

T/CSCP 0035.11-2017 低合金結(jié)構(gòu)鋼實驗室腐蝕試驗，第11部分:低合金結(jié)構(gòu)鋼晶間腐蝕試驗---中國材料與試驗團體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSTM 00046.11-2018 低合金結(jié)構(gòu)鋼腐蝕試驗，第11部分:晶間腐蝕試驗---中國材料與試驗團體標(biāo)準(zhǔn)

ISO 3651-(1-5):1998 不銹鋼耐晶間腐蝕的測定

JIS G0571 JIS G0571-2003 不銹鋼用草酸劑侵蝕試驗方法---日本標(biāo)準(zhǔn)

JIS G0572-1984 不銹鋼的硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗方法---日本標(biāo)準(zhǔn)

JIS G0573-1999 不銹鋼的65%硝酸腐蝕試驗方法(2012修改件1)---日本標(biāo)準(zhǔn)

JIS G0575-1999 不銹鋼的硫酸-硫酸銅腐蝕試驗方法(2012修改件1)---日本標(biāo)準(zhǔn)

JIS G0576-2001 不銹鋼的應(yīng)力腐蝕斷裂試驗(2012修改件1)---日本標(biāo)準(zhǔn)

JIS G0577-1981 不銹鋼的點腐蝕電位測定方法---日本標(biāo)準(zhǔn)

涉及測試：晶間腐蝕

晶間腐蝕試驗方法及其標(biāo)準(zhǔn)

一、晶間腐蝕的定義

二、晶間腐蝕產(chǎn)生條件

三、晶間腐蝕機理

四、影響因素