一、晶間腐蝕的概念

晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕。腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或它的臨近區(qū)域進(jìn)行，而晶粒本身腐蝕很輕微，這種腐蝕現(xiàn)象稱為晶間腐蝕。

晶間腐蝕使晶粒間的結(jié)合力大大消弱，降低材料的強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)可使材料的機(jī)械強(qiáng)度完全喪失。這是一種危害性很大的局部腐蝕，因?yàn)椴牧袭a(chǎn)生腐蝕后，外觀上沒有什么明顯變化，但強(qiáng)度已完全喪失，常造成設(shè)備的突然損壞。不銹鋼、錦基合金、鋁合金、鎂合金等都是晶間腐蝕的敏感材料。這些材料在高溫條件下工作或焊接時(shí)都會(huì)引起晶間腐蝕。以晶間腐蝕為起源，在應(yīng)力和介質(zhì)的雙重作用下，可使不銹鋼、鋁合金等誘發(fā)晶間應(yīng)力腐蝕，所以，晶間腐蝕有時(shí)是應(yīng)力腐蝕的先導(dǎo)。

二、晶間腐蝕的機(jī)理

(一)貧化理論

溶質(zhì)貧化理論是人們目前普遍接受的理論?！柏毣笔莻€(gè)總稱，對(duì)不銹鋼和鋁、銘、鎳合金是貧銘論，對(duì)鉛銅合金是貧銅論。這個(gè)理論能很好地解釋奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。

現(xiàn)以?shī)W氏體不銹鋼為例介紹貧化理論。

常用的奧氏體不銹鋼，在氧化性或弱氧化性介質(zhì)中(如充氣的NaCI溶液)之所以產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于加熱冷卻不當(dāng)引起的，當(dāng)奧氏體不銹鋼加熱后，在450℃~850℃溫度區(qū)間緩慢冷卻或停留，就會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕敏感性。所以，把這個(gè)溫度區(qū)間稱為敏化溫度區(qū)，或奧氏體鋼的危險(xiǎn)使用區(qū)。

三、晶間腐蝕的防護(hù)

根據(jù)晶間腐蝕的機(jī)理，可采用下列措施防止晶間腐蝕：

①重新固溶處理。例如把焊接件加熱至1050℃~1100℃，使沉積的(Fe，Cr)23C6重新溶解，然后淬火防止其再次沉積。焊接應(yīng)快速進(jìn)行，焊后應(yīng)快冷，防止材料在敏化區(qū)停

②穩(wěn)定化處理。煉鋼時(shí)加人一些強(qiáng)碳化物形成元素，如鈦和鈮等。它們和碳的親和力大，能與碳首先生成穩(wěn)定的鈦、鈮碳化物，而且這些碳化物的固溶度又比(Fe，Cr)23Cg小的多。在固溶溫度下幾乎不溶于奧氏體中，這樣，經(jīng)過敏化溫度區(qū)時(shí)，(Fe，Cr)23C。不致于大量在晶界析出，在很大程度上消除了奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶界腐蝕的傾向。鈮和鈦的加人量，應(yīng)控制在碳含量的5倍~10倍。為了使材料達(dá)到最大的穩(wěn)定度，還需進(jìn)行穩(wěn)定化處理。所謂穩(wěn)定化處理，就是將材料加熱到一定溫度，使其生成穩(wěn)定的化合物，以避免不希望的新相析出。

③采用超低碳不銹鋼。實(shí)踐證明，如果奧氏體不銹鋼中碳含量低于0.03%時(shí)，即使鋼在700℃時(shí)長(zhǎng)時(shí)間退火，對(duì)晶間腐蝕不會(huì)產(chǎn)生敏感性。碳含量在0.02%~0.05%的鋼稱為超低碳不銹鋼，但這種鋼的冶煉成本較高。

④采用雙相鋼。奧氏體不銹鋼易于加工，但易發(fā)生晶間腐蝕，鐵素體鋼具有良好的耐晶間腐蝕性，但加工性能差。若用奧氏體-鐵素體雙相鋼，就可取長(zhǎng)補(bǔ)短，解決晶間腐蝕問題，是目前抗晶間腐蝕的優(yōu)良鋼種。