宏通雕塑
大匠成 览世界
当前位置: 宏通雕塑 > 知识百科

奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响因素

查阅:635 发布时间:2019-12-28 16:36:25

成分的影响

含碳量

从计算公式Creff=Cr%-0.18 Ni%-100 C%和大量实验可以看出碳含量是影响奥氏体不锈钢晶间腐蚀最主要的因素。18-8型试验钢的抗晶间腐蚀的能力随着碳含量的降低而提高,防止18-8钢焊接接头在稀盐酸中的晶间腐蚀的最好方法是控制焊缝的碳含量,使C%低于0.08%,最好采用C%低于0.03%的奥氏体不锈钢。

20190815084232_37627

现在国内外的设备中重要的零部件大多采用超低碳的奥氏体不锈钢,取得了很好的抗晶间腐蚀效果。O.V.Kasparova用高纯度的不同碳含量的X20H20钢(0.002%P,0.01%Si)在650℃分别敏化处理1 h,10 h,100 h后进行晶间腐蚀实验,得出结论:在同一敏化处理条件下,晶间腐蚀的深度随着碳含量的增加而加深。E.R.HMANG和S.G.KANG研究了304L和306L超低碳不锈钢在熔化的Li2CO3-K2CO3盐中分别比304和306具有更好的抗晶间腐蚀性能。

20190816112845_79293

Cr含量

在奥氏体不锈钢中,Cr的含量的增加在低的敏化温度区会加速晶间腐蚀,在高的敏化温度区则会延长产生晶间腐蚀的时间。18Cr-8Ni钢的晶间腐蚀认为在低于550℃是受Cr的扩散控制;高于此温度时,受碳化物的生成速度控制,因此在温度低时低碳不锈钢也易于敏化。

20190817082226_46208

Ni含量

Ni含量的增加降低了C在奥氏体中的溶解度,并促进了碳化物(Cr23C6)的析出和长大,所以Ni的含量的增加会增加晶间腐蚀敏感性。Ni的影响可以由以下公武计算:Creff=Cr%-0.18*Ni%-100*C%,316L的Creff为11.8%,一般来说,奥氏体不锈钢中Cr的含量应超过11%,如果更低,则会严重降低抗晶间腐蚀的能力。

20190817173330_32651

其它元素含量

(1)Si:不管是作为杂质元素还是作为合金的添加元素,晶间腐蚀主要取决于其在晶界的浓度和分布。一般在晶间腐蚀的区域,Si的含量不超过晶粒本身的2倍~3倍,贫Cr是造成晶间腐蚀的必要条件。O.V.Kasparova通过实验得出:在沸腾的65%硝酸溶液中,含0.07%C和3.3%Si的X20H20钢,Si和C相互促进,形成Cr23C6型的含硅的碳化铬,成为晶界的第二相粒子,产生晶间腐蚀,如果在此条件下,没有晶界的贫Cr,固溶处理和敏化处理的腐蚀速率是接近的。

20190816173327_27278

(2)N:总的来说,N的含量最好控制在0.10%以下,可以降低晶间腐蚀的敏感性,但有的文献认为,对于含Nb的不锈钢中含有0.002%N可形成稳定性极高的NbN和NbC,在钢冷凝中优先形成高度弥散的晶核,细化晶粒,增强了C和N与基体的结合能力,降低C含量,既增强抗晶间腐蚀的能力,又增加了钢的强度和韧性,但在含Ti和Nb的不锈钢中,加入量应严格控制,否则Ti和Nb会与N结合生成NbN或TiN,从而失去固溶碳的作用,热等静压成型的316L不锈钢试样在1200℃进行固溶处理,N的加入对于抗晶间腐蚀的能力有积极的影响,固溶处理的温度十分重要。如果在1050 ℃进行固溶处理,将大大降低其抗晶间腐蚀的能力,若分别加入0.1%和0.23%的N,在500℃和900℃分别进行时效处理,结果N的加入会延迟晶间腐蚀。

20190819142749_73132

(3)Nb和Ti:这些稳定性元素的加入,能够部分抑制碳化物的形成,减轻贫Cr,从而提高抗晶间腐蚀的能力,但需要注意的是,在强氧化性介质(如硝酸)中反而有害,因为生成的TiC易被溶解。

(4)Mo:含Mo钢由于在晶界上析出了σ相而易产生晶间腐蚀。

(5)P和S:P在晶界的分布情况主要取决与合金的成分和热处理条件,对晶间腐蚀的作用研究不多,普遍认为作为杂质元素,易形成第二相,发生选择性腐蚀。

(6)B:文献报道结果不一致,有的认为它影响晶界碳化物(Cr23C6)和中间相的形成速度,有的发现在晶界出现碳化硼,会减低晶间腐蚀敏感性,有待于进一步研究。

(7)Sn、Pb等:这些钢中的低熔点微量有害元素的存在会在晶界形成低熔点共晶体,降低晶界的强度,应严格控制,降低到最低水平。

20190815144641_92847

晶粒尺寸的影响

A.DI Schino和J.M.Kenney研究了AISI 304(0.035%C)和HN(0.0375C,0.37%N)钢的晶粒尺寸对抗晶间腐蚀的能力的影响,测试了AISI 304和HN钢在沸腾的H2SO4-FeSO4,(Streicher溶液)的晶间腐蚀速率。结果显示,随着晶粒尺寸的减小,晶间腐蚀速率降低。因为晶粒越大,单位体积的晶界面积越大,形成Cr的碳化物越多,贫Cr越严重,因而晶间腐蚀速率更大。AISI 304和HN钢的抗晶间腐蚀能力相当,因为这两种钢的C含量相当,再次证明了碳的含量是影响晶间腐蚀最主要因素。另外,晶界的形貌也会影响奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性。

20190817175122_13370

相关案例

×
宏通雕塑 首页 石雕 铜雕 不锈钢雕塑 玻璃钢雕塑 工程案例