有些奧氏體不銹鋼焊接接頭,在腐蝕介質中,工作一段時間內可能局部發現沿著晶粒邊界的腐蝕,一般稱此腐蝕為晶間腐蝕。它發生的部位是在熱循環峰值溫度為600~1000℃的熱影響區,即離焊縫邊沿1.5~3.0mm之外的母材金屬上,如圖3-1a所示;也有的發生在焊縫金屬上,如圖3-1b所示。另一種晶間腐蝕發生焊縫的熔合線輪廓外側很狹窄的范圍內,像刃狀深入發展,故稱之為刀狀腐蝕,如圖3-1c所示,它是晶間腐蝕的一種特殊形式。腐蝕總是從金屬表面起始,逐步深入內部。深到一定程度后可發展成裂紋,順著裂紋的腐蝕擴展,使損傷更加高度局部化,最終會導致儲存腐蝕介質的容器或管道泄漏。在特殊情況下,甚至會造成金屬容器多處腐蝕穿通,這不僅大大降低了設備使用壽命,更嚴重的是不能保證設備在使用過程中安全操作,會造成極大的設備和人身事故。


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  關于奧氏體型不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕形成的機理尚不能統一,但適用多數奧氏體型不銹鋼的,又被人們廣泛接受的機理稱之為“貧鉻理論”。奧氏體型不銹鋼長期加熱而導致晶間腐蝕的敏化溫度區為450~850℃。由于奧氏體型不銹鋼焊接接頭處在焊接的快速連續加熱中,鉻碳化物的形成區并不與峰值溫度450~850℃相符,而是在一個更為寬泛的溫度區中出現,所以焊接接頭的敏化區位于熱循環峰值溫度800~1000℃的圖3-2 晶間腐蝕貧鉻理論示意圖部位。敏化的實質是,當處于該區段的金屬晶粒內部過飽和固溶的碳原子會逐步向晶粒邊緣擴散,與晶粒邊緣層的鉻原子結合而成碳化物(Cr·Fe)23C6,并沿晶界沉淀析出。由于鉻原子的擴散要比碳的擴散慢得多,來不及補足形成碳化物所消耗的鉻,于是晶粒邊緣層的鉻含量低于耐蝕所需鉻的極限值[w(Cr)<12%]。結果導致晶粒邊緣貧鉻而喪失了耐蝕性,在腐蝕介質中工作一段時間后就會產生晶間腐蝕,如圖3-2所示。焊縫上的晶間腐蝕通常都只是在多道多層焊的情下出現。前一焊道金屬受到后面焊道的熱影響而處于敏化溫度的區帶,可能出現晶間貧鉻而不耐腐蝕,這就是目前解釋18-8型不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕的主要理論依據。為了減少或避免晶間腐蝕的傾向,應在鋼中盡量減少碳含量,以不形成鉻的碳化物為準。超低碳的奧氏體型不銹鋼可基本上避免晶間腐蝕,不過某些含鉬的超低碳奧氏體型不銹鋼(如022Cr17Ni12Mo2)在敏化溫度區間,其晶界會析出σ相。將該種鋼在沸騰的質量分數為65%的硝酸溶液中腐蝕試驗后,發現在σ相析出處發生了晶間腐蝕。


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