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不锈钢发生晶间腐蚀机理是什么

发布时间:2022-10-05 15:53:36

A. 18—8不锈钢产生晶间腐蚀的原因和阻止方法

18-8不锈钢产生晶间腐蚀的原因和阻止方法:
晶间腐蚀出现于某些特殊的合金中,通常当它们在焊接或热处理期间加热到其敏感温度区时即可能会发生晶间腐蚀。
晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。当诸如某些不锈钢合金加热到425-870℃,铬的碳化物即会在晶粒边界析出。导致碳化物附近出现贫铬区同时影响晶界区的钝化性。
在特殊介质中,如硝酸或高温水中,可能出现低铬区的溶蚀现象。晶粒是以一种砂糖似的表面出现的。当用一取样器擦过时,它们很容易被擦掉。不锈钢和镍合金的晶间腐蚀可以通过采用低碳合金、加入碳化物形成元素如钛或铌,或利用稳定化退火来使之避免。晶间腐蚀是一种有选择性的腐蚀破坏,它与一般选择性腐蚀不同之处在于,腐蚀的局部性是显微尺度的,而宏观上不一定是局部的。晶界上优先腐蚀,虽然外观上保持着金属光泽,但晶粒间渐渐失去联系以致晶粒脱落。
晶间腐蚀的影响因素:金属的化学成分和金相组织。含碳量愈高,愈易产生晶间腐蚀。铁素体的存在可以防止晶间腐蚀,但晶粒度过大则会加速晶间腐蚀。焊前钢材的受热情况,若钢材受过550~850℃的预热,则易发生晶间腐蚀。焊接、使用过程中存在应力。在中等氧化性环境中易产生晶间腐蚀。

为此,应选用稳定性好的低碳不锈钢,极低含碳量和较高钛、铌、钽、锆含量的焊接材料,但该种焊缝强度低且易产生热裂。

B. 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。

C. 不锈钢晶间腐蚀的机理是什么

珠光体中有电极电位不同的两个相:铁素体及渗碳体,在酸液中,铁素体相的电极电位较负,成为明极而被腐蚀;渗碳体相的电极电位较正,成为阴极而不被腐蚀.钢中加入一定量的合金元素铭,就会使电极电位堤高,比如在铁中加入大于13%的铬后,则铁的电极电位由-0.56伏升高至0.2伏,因此抗蚀性能显著提高.

D. 何谓晶间腐蚀简述其产生的原因和防止措施

不锈钢耐腐蚀的根本原因是它含有铬、镍等提高金属电极的元素,铬是碳化物形成元素,当钢中的碳与周围的的铬形成Cr23C6这类铬的碳化物并沿晶界析出时,就会造成碳化物的周围局部贫铬。当铬的含碳量降到不锈钢耐腐蚀所需的的最低含量以下就产生晶间腐蚀。即“晶间贫铬理论”
在腐蚀介质作用下,晶体内部虽仅呈微弱腐蚀,工件表面也看不出有什么明显的损坏,但晶界却迅速被溶解,并不断深入,完全破坏了晶粒之间的联系,即产生“晶间腐蚀”。产生晶间腐蚀原因,主要是奥氏体晶界处产生“贫铬”现象所致,焊接时工件被加热,碳和铬都会从奥氏体晶粒内部向晶界扩散,并在晶界上生成碳化铬(一般为Cr4C)致使晶界产生“贫铬”现象,当晶界上铬的含量下降到13%以下时,就失去了防腐作用,在腐蚀介质作用下晶界会被迅速腐蚀,即“晶界腐蚀”
防止晶界腐蚀的措施有:1
调整焊缝的化学成份,加入稳定化元素减少形成碳化铬的可能性,如加入钛或铌等。2
减少焊缝中的含碳量,可以减少和避免形成铬的碳化物,从而降低形成晶界腐蚀的倾向,含碳量在0。04%以下,称为“超低碳”不锈钢,就可以避免铬的碳化物生成。3工艺措施,控制在危险温度区的停留时间,防止过热,快焊快冷,使碳来不及析出[
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E. 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。)

F. 请用贫铬理论解释奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的机理

依据贫铬理论说明,常用的奥氏体不锈钢,在氧化性或弱氧化性介质中之所以发生晶间腐蚀,八成是由于加工或运用时受热不当引起的。所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却经过450~850 ℃温度区,钢就会对晶间腐蚀发生敏感性。

所以这个温度是奥氏体不锈钢运用的危险温度。不锈钢材料在出厂时现已固溶处理,所谓固溶处理就是把钢加热至1050~1150 ℃后进行淬火,目的是获得均相固溶体。奥氏体钢中含有少量碳,碳在奥氏体中的固溶度是随温度下降而减小的。

如0Cr18Ni9Ti,在1100 ℃时,碳的固溶度约为0.2%,在500~700℃时,约为0.02%。所以经固溶处理的钢,碳是过饱和的。

当钢材无论是加热或冷却经过450~850℃时,碳便可构成(Fe 、Cr)23C6 从奥氏体中分出而分布在晶界上。(Fe、Cr)23C6的含铬量比奥氏体基体的含铬量高许多,它的分出天然耗费了晶界附近很多的铬,而耗费的铬不能从晶粒中经过涣散及时得到补偿。

由于铬的涣散速度很慢,作用晶界附近的含铬量低于钝化有必要的的定量(即12 %Cr),构成贫铬区,因而钝态受到破坏,晶界附近区域电位下降,而晶粒本身仍坚持钝态,电位较高,晶粒与晶界构成活态———钝态微电偶电池,电池具有大阴极、小阳极的面积比,这样就导致晶界区的腐蚀。

(6)不锈钢发生晶间腐蚀机理是什么扩展阅读:

预防措施

1 、调整焊缝的化学成份,加入稳定化元素减少形成碳化铬的可能性,如加入钛或铌等。

2 、减少焊缝中的含碳量,可以减少和避免形成铬的碳化物,从而降低形成晶界腐蚀的倾向,含碳量在0.04%以下,称为“超低碳”不锈钢,就可以避免铬的碳化物生成。

3、控制在危险温度区的停留时间,防止过热,快焊快冷,使碳来不及析出。

G. 铁素体不锈钢晶间腐蚀的主要原因是什么

铁素体不锈钢晶间腐蚀的特点:1.铁素体不锈钢从约925℃以上急速冷却(变为敏化态),易发火晶间腐蚀,另外,从冷却速度的影响来看,以空冷后的晶间腐蚀倾向最大;2.焊后的普通铁素体不锈钢产生晶间腐蚀的位置是在焊接接头的紧邻熔合线处;3.对于已处于晶间腐蚀敏感状态的铁素体不锈钢,一般经由大约700一800℃短时间回火处理便可减少或消除晶间腐蚀倾向;4.即使碳含量降低至超低碳钢级(0.03%c)以下,仍不足以避免晶间腐蚀倾向,而须要更高的纯度。与奥氏体比较起来不同之处:1.敏化温度不同2.产生的含碳量不同3.焊后产生晶间腐蚀的位置不同4.消除晶间腐蚀的热处理温度不同

H. 奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀的原因是什么

不锈钢主要的原因
有一些
下面不是全部
使用温度过高
在500-800度之间为不锈钢的敏化范围
容易发生晶间腐蚀.
另外在一些腐蚀介质的影响下
沿焊缝线
热影响区容易产生晶间腐蚀。主要原因是在不同条件下
C和Cr的形成化合物
破坏了不锈钢的耐腐蚀性

I. 不锈钢晶间腐蚀的机理是什么

珠光体中有电极电位不同的两个相:铁素体及渗碳体,在酸液中,铁素体相的电极电位较内负,成为明极而被腐蚀;容渗碳体相的电极电位较正,成为阴极而不被腐蚀。钢中加入一定量的合金元素铭,就会使电极电位堤高,比如在铁中加入大于13%的铬后,则铁的电极电位由-0.56伏升高至0.2伏,因此抗蚀性能显著提高。

J. 为什么经受焊接的奥氏体不锈钢有晶间腐蚀,而不焊接的不锈钢

自上世纪二十年代工业界采用奥氏体不锈钢以来,发现这类钢焊接后,温度为450℃~800℃的热影响区在许多介质中产生晶间腐蚀。这些介质主要是热的浓度为50%~65%的硝酸,含铜盐和氧化铁的硫酸溶液、热有机酸等。后来发现这类钢在450℃~800℃工作,或在该温度下进行时效处理(或保温或缓慢冷却)时,也会得到由于焊接加热的同样效果。这种时效处理会导致不锈钢晶间腐蚀的敏感性,所以又称敏化处理。而把容易引起晶间腐蚀的温度区间450℃~800℃称为敏化温度。
近年来的研究证明,这种腐蚀形式不仅在铬钢、铬镍钢中存在,而且在镍、铜、铝基合金中也存在。晶间腐蚀产生的原因是晶界和晶内的化学成分不均匀性。
在不锈钢和镍基合金中,晶间腐蚀的机制可以分为三种基本类型:一是腐蚀与保证材料在该介质中耐蚀的元素沿晶界区贫化有关;二是腐蚀与沿晶界析出物的化学稳定性有关;三是腐蚀由降低基体耐蚀性的表面活性元素沿晶界偏析所引起。
奥氏体不锈钢晶间腐蚀主要是在敏化温度区间内容易导致沿晶界析出连续网状富铬的(Cr,Fe)23C6。从而使晶界周围基体产生贫铬区,贫铬区的宽度约为10-5cm。在析出(Cr,Fe)23C6时间不太长的时间内,由于铬的扩散速度较慢,贫铬区得不到恢复。贫铬区的产生使得晶界附近的铬含量被降低到n/8量限度以下,因而贫铬区成为微阳极而发生腐蚀。若在敏化温度范围内长期加热,则可通过铬的扩散消除贫铬区,晶间腐蚀倾向可以被消除。

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