敏化晶間腐蝕發(fā)生在焊接構(gòu)件或在450 ~ 850℃加熱的構(gòu)件的焊縫熱影響區(qū),在介質(zhì)的作用下導(dǎo)致這些構(gòu)件的泄漏或損壞;產(chǎn)生敏化晶間腐蝕的設(shè)備和部件的尺寸和形狀幾乎沒有變化,沒有任何塑性變形;除腐蝕區(qū)域外,其他部位無腐蝕跡象,仍有明顯的金屬光澤;局部抽樣檢測(cè)表明,腐蝕部位的強(qiáng)度和塑性已嚴(yán)重喪失。冷彎時(shí),不僅有裂紋,還有脆性斷裂和顆粒脫落,地面上沒有金屬聲。
鉻鎳奧氏體不銹鋼在使用前或從冶煉廠出廠時(shí)大多經(jīng)過固溶處理。不銹鋼加熱至高溫(約1000 ~ 1150°C,視鋼材類型而定),保溫后迅速冷卻(一般為水冷卻)。此時(shí),Cr - Ni奧氏體不銹鋼中的碳含量大于0.02 ~ 0.03%(隨鋼中Ni含量的不同而變化)時(shí),鋼中的碳處于過飽和狀態(tài)。隨后,在不銹鋼的加工和制造和使用的設(shè)備和組件,如果需要加熱的敏化溫度450 ~ 850°C(如焊接或使用在這個(gè)溫度范圍內(nèi)),鋼中的過飽和碳將擴(kuò)散到晶界,與附近的鉻沉淀并形成碳化鉻。
晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生的局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的邊界。由于晶粒有不同的取向,原子在結(jié)處的排列必須逐漸從一個(gè)取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)取向。因此,晶界實(shí)際上是一種“表面”不完整的結(jié)構(gòu)缺陷。由于晶格畸變的增加,晶界處原子的平均能量高于晶內(nèi)。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率比晶體的腐蝕速率快,這是因?yàn)榫Ы绲哪芰扛?,原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
根據(jù)稀釋理論,晶間腐蝕是由于組件的稀釋晶界由于容易沉淀的第二階段的晶界(1)奧氏體不銹鋼,鉻缺乏是由于晶界Cr23C6階段的降水,(2)對(duì)于Ni Mo合金,ni7mo5在晶界處析出,鉬在晶界處含量較低;(3)對(duì)于銅鋁合金,CuAl2在晶界處析出,導(dǎo)致晶界處銅含量較低。