不锈钢晶间腐蚀

时间:2024-03-14 11:01:22编辑:奇闻君

不锈钢的腐蚀预防都有哪些注意事项?

1、不锈钢机械加工过程中的注意事项加工区:不锈钢件的加工区域应相对固定。加工区的平台应采取防护措施,如铺橡胶垫等。不锈钢件加工时应避免对不锈钢件表面防护层的损伤。2、使用环境中存在氯离子氯离子广泛存在,比如食盐/汗迹/海水/海风/土壤等等。不锈钢在氯离子存在下的环境中,腐蚀很快,甚至超过普通的低碳钢。所以对不锈钢的使用环境有要求,而且需要经常擦拭,除去灰尘,保持清洁干燥。(这样就可以给他定个“使用不当”。)美国有一个例子:某企业用一橡木容器盛装某含氯离子的溶液,该容器已使用近百余年,上个世纪九十年代计划更换,因橡木材料不够现代,采用不锈钢更换后16天容器因腐蚀泄漏。3、没有经过固溶处理合金元素没有溶入基体,致使基体组织合金含量低,抗蚀性能差。4、天生的晶间腐蚀这种不含钛和铌的材料有晶间腐蚀的倾向。加入钛和铌,再配以稳定处理,可以减少晶间腐蚀。在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种,通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢,18-8铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析,因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜,这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有12%以上的铬。用于需要焊接的场合,较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少,而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀。5、粉尘制作经常是在有粉尘的场地进行,空气中常带有许多粉尘,它们不断地落在设备表面。它们可以用水或碱性溶液去除掉。不过,有附着力的尘垢需要高压水或蒸气进行清理。6、浮铁粉或嵌入的铁在任何表面上,游离铁都会生锈并使不锈钢产生腐蚀。因此,必须清除。浮粉一般可随粉尘一起清除掉。有些粘着力很强,必须按嵌入的铁处理。除粉尘外,表面铁的来源很多,其中包括用普通碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢,低合金钢或铸铁件上使用过的砂子、玻璃珠或其它磨料进行喷丸处理,或在不锈钢部件及设备附近对前面提到的非不锈钢制品进行修磨。在下料或吊过过程中如果不对不锈钢采取保护措施,钢丝绳、吊具和工作台面上的铁很容易嵌入或玷污表面。订货要求和制作后检查可以防止并发现游离铁的存在,ASTM标准A380规定了检查不锈钢表面铁或钢微粒的铁锈试验法。当要求绝对不能有铁存在的时候,应该使用这种检验方法。如果结果令人满意,应用干净的纯水或硝酸对表面进行洗涤,直到深蓝色完全消失。正如标准A380指出的如果铁锈试验溶液不能全部清除干净,不推荐在设备的工艺表面,即用来生产人类消费品的直接接触表面采用这种试验方法。比较简单的试验方法是在水中暴露12~24小时,检查是否有锈斑。这种试验灵敏性差,而且耗时。这些都是检测试验,不是清理方法。如果发现有铁存在,必须用后面介绍的化学和电化学的方法进行清理。7、划痕为了防止工艺润滑剂或生成物和/或污物积留,必须对划痕和其它粗糙表面进行机械清理一般都是用不锈钢专用抛光机去除。如果在焊接或修磨过程中不锈钢在空气中被加热到一定的高温,焊缝两侧、焊缝的下表面和底部都会出现铬氧化物热回火色。热回火色比氧化保护膜薄,而且明显可见。颜色决定于厚度,可呈见彩虹色、蓝色、紫色到淡黄色和棕色。较厚的氧化物一般为黑色。它是由于在高温或长时间在较高度下停留所致。当出现任何一种这类氧化层时,金属表面的铬含量都会降低,造成这些区域的耐腐蚀性降低。在这种情况下,不仅要消除热回火色和其它氧化层,还应对它们下面的贫铬金属层进行清理。8、锈斑制作前或制作过程中有时会看到不锈钢产品或设备上生锈,这说明表面受到严重污染。设备投入使用前必须把锈清除掉,彻底清理过的表面应通过铁试验和/或水试验进行检验。9、粗糙的研磨和机加工研磨和机加工都会造成表面粗糙,留有凹槽,重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属表面损伤到一定深度,以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗,电抛光或喷丸(如干喷砂,磨料用玻璃珠)等方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地,重焊前清理焊缝缺陷或清除多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况,应再用细磨料研磨。10、焊接引弧斑痕焊工在金属表面引弧时,会造成表面粗糙缺陷。保护膜受损,留下潜在的腐蚀源。焊工应在已经焊好的焊道上或在焊缝接头的侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。11、焊接飞溅焊接飞溅与焊接工艺有很大关系。例如:GTAM(气体保护钨极电弧焊)或TIG(惰性气体保护钨极焊)没有飞溅。但是,采用GMAW(气体保护金属电弧焊)和FCAW(带焊剂芯的电弧焊)两种焊接工艺时如果焊接参数使用不当会造成大量飞溅。出现这种情况时,必须调整参数。如果要解决焊接飞溅的问题,焊接前应在接头的每一边涂上防溅剂,这样可以消除飞溅物的附着力。焊完后可以很容易地将这种防溅剂及各种飞溅物清理掉,可不损伤表面或带来轻微损伤。利用焊剂进行焊接的工艺有手工焊,带焊剂芯电弧焊和埋弧焊,这些焊接工艺都会在表面留下细小的焊剂颗粒,普通的清理方法无法将它们清除掉。这此颗粒将是缝隙腐蚀的腐蚀源,必须采用机械清理方法去除这些残留焊剂。12、焊接缺陷焊接缺陷如:咬边、未焊透、密集气孔和裂纹不仅降低接头的牢固性,而且还会成为缝隙腐蚀的腐蚀源。改善这种结果进行清理操作时,它们还会夹带固体颗粒。这些缺陷可通过重新焊接或修磨后重焊进行修补。13、油和油脂有机物质如:油,油脂甚至指印都会成为局部腐蚀的腐蚀源。由于这些物质能起屏障作用,它们会影响化学和电化学清理效果,因而必须彻底清理掉。ASTMA380有一种简单的断水(WATERBREAK)试验检测有机污染物。试验时,从垂直表面的顶部浇下水,在向下流的过程中水会沿着有机物质的周围分开。熔剂和/或酸性化学清洗剂可清除油迹和油脂。14、残余粘合剂撕掉胶带和保护纸时,粘合剂总有一部分残留在不锈钢表面。如果粘全剂还没硬,可以用有机熔剂去除。但是,当曝露在光或空气中时,粘全剂变硬,形成缝隙腐蚀的腐蚀源。然后需要用细磨料进行机械清理。15、油漆笔印这些污染物的影响与油和油脂的影响相似。建议用干净的刷子和干净的水或碱性清洗剂进行洗涤,也可以使用高压水或蒸汽冲洗。在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。


1Cr18Ni9等不锈钢焊接接头产生晶间腐蚀的原因是什么?怎样防止接头的晶间腐蚀?

一般认为是由于晶界贫硌所致,具体来说他有很高的耐蚀性能,只要是钢中含有高成分的硌,但高温处理(1050-1150度)和随后迅速冷却的奥氏体单向组织处于亚稳定状态,在以后的加热过程中碳化物要析出,在600-800度敏化温度范围内,硌的碳化物主要在晶间析出,由于这种碳化物的含硌量远高于基体中的含硌量,他的形成势必引起临近区域的聚集扩散,从而造成贫硌。由于贫硌不能抵抗某些介质的腐蚀就形成了晶间腐蚀。
再就是腐蚀和应力或晶间不均匀性也有关系。
阻止方法:选用带钛 铌 和超低碳 不锈钢。
焊接控制热输入,尽量不做热处理。


奥氏体不锈钢晶间腐蚀

  产生晶间腐蚀的不锈钢,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失,这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。当温度升高时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值,故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳化铬的化合物,如(CrFe)23C6等。
  数据表明,铬沿晶界扩散的活化能力162~252KJ/mol,而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol,即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小,内部的铬来不及向晶界扩散,所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部,而是来自晶界附近,结果就使晶界附近的含铬量大为减少,当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的“贫铬区”,在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀。


请用贫铬理论解释奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的机理

晶间腐蚀可以由于敏化处理或磷,硅在晶粒边界的偏聚造成的。
你说的情况应该是将奥氏体不锈钢又重新加热到敏化温度(450℃~850℃),原来敏化生成的不稳定碳化物cr23c6又分解,融入到奥氏体中。
1.
固溶处理:将奥氏体不锈钢加热到一定温度(通常为1020℃~1100℃),保温一定时间后,待奥氏体不锈钢中的金属间相、碳化物全部溶入钢中时,快速冷却至室温。这一热处理工艺称之为固溶处理(其实相当于奥氏体不锈钢的淬火处理,只不过奥氏体不锈钢的淬火处理不能提高自身强度、硬度而已)。经过固溶处理后,其组织为单一的奥氏体不锈钢,不含金属间相、碳化物(cr23c6等),因此其抗晶间腐蚀性能得到很大的提高。
2.
敏化处理:奥氏体不锈钢从高温快速冷却至室温后,碳以过饱和的形式固溶在奥氏体不锈钢中。但是在适当温度加热(450℃~850℃)或者经过焊接后,碳就会以cr23c6的形式在奥氏体不锈钢的晶界沉淀出来。cr23c6的cr含量很高,因而晶界附近的cr大部分被集中到cr23c6中,由于cr的原子半径大,扩散速度慢,来不及从基体向晶界补充cr。因而造成晶界贫cr(一般指低于12%时),从而造成晶间腐蚀。这也是敏化处理的原理。
3.
稳定化处理:稳定化处理通常为固溶处理的后续处理工艺。一般针对含ti、nb的钢种。将这种钢再加热到850℃~900℃保温一定时间,在该温度下cr23c6几乎全部溶解,而tic、nbc只是部分溶解。而后缓冷,在冷却过程中钢中的c充分地ti、nb等结合,而析出tic、nbc,而不析出cr23c6。从而提高抗晶间腐蚀性能。
(850℃~900℃的选择原则:这一温度范围在cr23c6的溶解温度之上,tic、nbc的溶解温度之下。在进行固溶处理之后,如果奥氏体不锈钢钢中的cr、ti、nb等都固溶在不锈钢中,如果不进行稳定化处理,在敏化温度区间,cr23c6依然会优先沉淀出来。这就是稳定化处理的必要性。)


铁素体不锈钢晶间腐蚀的主要原因是什么?

由于晶界碳化铬沉淀引起的贫铬机理,也是铁素体不锈钢晶间腐蚀的主要原因,而其他的一些看法也主要是与碳化物在晶界的沉淀有关。因此,在工业上行之有效的措施与防止奥氏体不锈钢晶间腐蚀的办法相似,也是三个方面:(1)把碳含量和氮含量降到很低的含量,例如小于0.005%C,小于0.015% N;(2)在700 -- 8001短时间回火;(3)加人足够的钦固定钢中的碳和氮。冶金厂生产Cr17钢时,冷轧前有时加热到9000C,随后在HNC0 -HF酸洗时发生晶间腐蚀。文献提出了消除这种敏化态的热处理制度,可供参考。


18—8不锈钢产生晶间腐蚀的原因和阻止方法

一般认为是由于晶界贫硌所致,具体来说他有很高的耐蚀性能,只要是钢中含有高成分的硌,但高温处理(1050-1150度)和随后迅速冷却的奥氏体单向组织处于亚稳定状态,在以后的加热过程中碳化物要析出,在600-800度敏化温度范围内,硌的碳化物主要在晶间析出,由于这种碳化物的含硌量远高于基体中的含硌量,他的形成势必引起临近区域的聚集扩散,从而造成贫硌。由于贫硌不能抵抗某些介质的腐蚀就形成了晶间腐蚀。
再就是腐蚀和应力或晶间不均匀性也有关系。
阻止方法:选用带钛 铌 和超低碳 不锈钢。
焊接控制热输入,尽量不做热处理。


贫铬理论是?

绝大多数金属和合金是多晶体,在它们的表面上也显露出许多晶界。晶界是原子排列较为疏松、紊乱的区域,容易产生杂质原子富集、晶界吸附、第二相的沉淀析出等现象(见界面);因此存在着显著的化学、物理不均匀性。在腐蚀介质中金属和合金的晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的。在某些环境中,晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时,会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀,称为晶间腐蚀(图1及图2)。受热 (如敏化处理)、受力(冷加工形变)而引起晶界组织结构的不均匀变化,对晶间腐蚀也有很大影响(见金属腐蚀)。   晶间腐蚀发生后,金属和合金虽然表面仍保持一定的金属光泽,也看不出被破坏的迹象,但晶粒间的结合力已显著减弱,强度下降,因此设备和构件容易遭到破坏。晶间腐蚀隐蔽性强,突发性破坏几率大,因此有严重的危害性。不锈耐酸钢、镍基耐蚀合金、铝合金等金属材料都有可能产生晶间腐蚀;尤其在焊接时,焊缝附近的热影响区更容易发生晶间腐蚀。   20世纪30年代以来,对晶间腐蚀进行了大量研究,所提出的贫化理论,特别是对奥氏体不锈钢的贫铬理论已得到证实,并将贫化理论应用到铝铜合金的贫铜及镍钼合金的贫钼等方面。前者在晶界上析出了CuAl2,后者在晶界上析出了Mo2C。   晶间腐蚀机理 贫铬理论是奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要理论。从相图得知,不锈钢中碳在奥氏体里的固溶度随着温度的升高而增加,500~700℃时,1Cr18Ni9钢中碳在奥氏体里的平均固溶度不超过0.01%。奥氏体不锈钢经固溶处理快速冷却后,奥氏体中的碳处于过饱和状态。当这种钢在敏化温度范围(427~816℃)内受热时,奥氏体中过饱和的碳会迅速地向晶界扩散,在晶界上,碳消耗了晶界周围的铬,与铬形成铬的碳化物,由于铬的扩散速度太慢而得不到及时的补充,结果在晶界周围形成严重的贫铬区(图3)。1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的贫铬区的宽度约为2000┱左右,贫铬区的含铬量低于9.28%,亦即低于钝化所需要的含铬量。贫铬区和晶粒本身的电化学性能的差异,使贫铬区(阳极)和处于钝化态的基体(阴极)之间建立起一个具有很大电位差的活化-钝化电池。贫铬区的小阳极和基体的大阴极构成腐蚀电池,使贫铬区受到晶间腐蚀。同样,由于晶界区析出σ相而引起的晶界贫铬区,也可用贫铬理论来进行解释。贫铬理论适用于在弱氧化性介质中发生的晶间腐蚀。   不锈钢在强氧化性介质(如在含六价铬离子的硝酸溶液)中的腐蚀电位处于过钝化电位区。有些敏化态的不锈钢不易产生晶间腐蚀,而固溶态的不锈钢却产生晶间腐蚀,这显然不能用贫铬理论来解释。固溶态的不锈钢之所以产生晶间腐蚀,主要原因是在晶界上发生杂质元素或析出相的选择性溶解。   铁素体不锈钢也会发生晶间腐蚀,但敏化处理和避免这种类型腐蚀的热处理制度则与奥氏体不锈钢相反。铁素体不锈钢从925℃以上快冷后对晶间腐蚀敏感,但经650~815℃短时间回火后,便可消除这种敏感性。在铁素体不锈钢的焊接件与奥氏体不锈钢焊接件上产生的晶间腐蚀的部位也有所不同。前者产生于紧靠焊缝部位,后者则产生于距焊缝较远的部位。这主要是由于在铁素体不锈钢的晶界上,碳化铬的析出速度很快,一般的冷却速度无法抑制这种析出。由于铬在铁素体不锈钢的扩散速度较快,所以通过缓冷或回火可以消除贫铬现象。   评定试验 中国已制定了评定不锈钢晶间腐蚀试验的国家标准。标准中规定了五种晶间腐蚀试验方法:①10%草酸浸蚀法,它是通过观察不锈钢的显微组织,将晶界的状态进行分类评定的试验方法;②硫酸-硫酸铁试验法,它是将奥氏体不锈钢在硫酸-硫酸铁溶液中煮沸试验后,以腐蚀率来评定晶间腐蚀倾向;③65%硝酸试验法,它是将奥氏体不锈钢浸在65%硝酸溶液中煮沸试验后,以腐蚀率来评定晶间腐蚀倾向的试验方法;④硝酸-氢氟酸试验法,它是将奥氏体不锈钢浸在70℃的10%硝酸-3%氢氟酸溶液中试验,以腐蚀率来评定晶间腐蚀倾向的方法,适用于含钼的奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向;⑤硫酸-硫酸铜试验法,适用于检验奥氏体不锈钢在加铜屑的硫酸-硫酸铜溶液中煮沸试验后,观察试样弯曲部分的表面是否有晶间腐蚀裂纹,以评定晶间腐蚀倾向。这五种方法各有不同特征,因此在试验时,要视不同情况加以采用。   防止措施 晶间腐蚀的防止措施有:①改变介质的腐蚀性;②采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受


锅炉打水压为什么要加药

在要求不严的时候甚至可以用工业水来做水压试验。因为锅炉在正式投产运行前还要煮炉,所以对水压试验的用水要求并不是很高。标准中也没有明确的规定。注意一点,水压试验时水温、气温不能过低追加:根据你的补充我又查了锅炉水压试验技术条件,其中对奥氏体水压试验时水质有要求。要控制水质防止晶间腐蚀。关于奥氏体不锈钢的晶间腐蚀形成机理说法不一,目前比较通用的解释称之为“贫铬理论”,该理论的要点是:室温下C元素在奥氏体中的溶解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体钢中C含量,均超过0.02%~0.03%,它是靠淬火状态下使C固溶在奥氏体中,以保证钢具有较高的化学稳定性,这样奥氏体组织必然为C所过饱和而呈不稳定状态。在一定条件下,超过溶解度的C将向晶界扩散,并和Cr结合形成Cr的C化物Cr23C6或(Cr、Fe) 23C6沉淀于晶界。这时由于晶粒内部Cr的扩散速度较慢,在形成Cr的C化物时可能发生“供不应求”现象,致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺Cr,以至于Cr含量低于不锈钢必须的临界值12%,于是导致晶粒边缘贫铬而丧失了耐腐蚀性能。游离的氢氧根和氯离子等都会导致晶间应力腐蚀。加联氨调制PH值可能是为了控制游离氢氧根浓度。这样看,奥氏体部分打压要加药,其他不用。联氨最主要的作用是除氧,也可以除去二氧化碳。常温下打压我认为是没有必要加联氨的,哪位仁兄有不同意见可以参与讨论。另外:80%水合联氨属易爆物品,注意安全。还有,联氨有致癌性,尽量远离。


为什么有的不锈钢要做晶间腐蚀试验有的不用?

晶间腐蚀试验 是在特定介质条件下
检验金属材料晶间腐蚀敏感性的加速金属腐蚀试验方法,
目的是了解材料的化学成分、
热处理和加工工艺是否合理。
其原理是采用可使金属的腐蚀电位处在恒电位阳极极化曲线特定区间的各种试验溶液,
利用金属的晶粒和晶界在该电位区间腐蚀电流的显著差异加速显示晶间腐蚀。
不锈钢、铝合金等的晶间腐蚀试验方法在许多国家均已标准化。
各标准对试验细节均有详细规定。
所以要不要做试验主要看购进方或进口方的要求。


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