目前,為解決硝酸在使用過程中的非敏化晶間腐蝕問題,主要選用高硅(Si ~ 4%)不銹鋼0cr18ni11si4alti、00cr20ni24si4ti、00Cr14Ni14Si4、00cr17ni15si4nb等。
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;局部抽樣檢測表明,腐蝕部位的強(qiáng)度和塑性已嚴(yán)重喪失。冷彎時,不僅有裂紋,還有脆性斷裂和顆粒脫落,地面上沒有金屬聲。
將1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼加熱到1050 ~ 1150℃,固溶碳的固溶度為0.10 ~ 0.15%,然后淬火。經(jīng)固溶處理的1Cr18Ni9鋼是一種碳過飽和體,不會產(chǎn)生晶間腐蝕。在700 ~ 800℃的溫度范圍內(nèi),碳的固溶體不超過0.02%,過飽和碳將從奧氏體中完全或部分析出。這時,碳會擴(kuò)散到晶界和結(jié)合鐵和鉻在晶界形成硬質(zhì)合金Cr23C6鉻含量高、消耗鉻在晶界面積,和鉻粒內(nèi)擴(kuò)散速度慢得多比在晶界,在晶界區(qū)消耗的鉻沒有時間補(bǔ)充,因此在晶界區(qū)形成鉻貧區(qū)。對于不銹鋼來說,由于晶界鈍化狀態(tài)的破壞,晶界上析出的碳化鉻周圍的貧鉻區(qū)成為陽極區(qū),而碳化鉻和晶粒處于鈍化狀態(tài)成為陰極區(qū)。在腐蝕介質(zhì)中,晶界和晶粒形成活化的鈍化微胞。電池陰極大,陽極面積比小,加速了晶界區(qū)域的腐蝕。
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取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€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)。