人工加速模拟盐雾环境试验是利用一种具有一定容积空间的试验设备——盐雾试验箱,在容积空间内用人工的方法,造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能质量进行老化。与**环境相比,盐雾环境的氯化物的盐浓度是一般**环境盐雾含量的几倍或几十倍,使腐蚀速度大大提高,对产品进行盐雾试验,得出结果的时间也大大缩短。
晶间腐蚀实验
实验概要:
不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。
产生晶间腐蚀的不锈钢,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失,这是不锈钢的一种危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。晶间腐蚀不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于10~12%。当温度升高时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均**过此值,故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳化铬的化合物,如(CrFe)23C6等。数据表明,铬沿晶界扩散的活化能力162~252KJ/mol,而铬由晶粒内扩散活化能约540KJ/mol,即:铬由晶粒内扩散速度比铬沿晶界扩散速度小,内部的铬来不及向晶界扩散,所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部,而是来自晶界附近,结果就使晶界附近的含铬量大为减少,当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的"贫铬区",在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀
防止晶间腐蚀的措施有:
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“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。
奥氏体型不锈钢焊接结构预防方法
晶间腐蚀
①使用低碳牌号00Cr19Ni10(304L)或00Cr17Ni14Mo2(316L),或稳定的牌号0Cr18Ni11Ti(321,多见于欧洲)或0Cr18Ni11Nb(347,多见于美国).使用这些牌号不锈钢可防止焊接时碳化物沉淀出造成有害影响的数量。
②如果结构件小,能够在炉中进行热处理,则可在1040-1150℃进行热处理以溶解碳化铬,并且在425-815℃区间快速冷却以防止碳的沉淀。
焊接铁素体不锈钢在某些介质中也可能出现晶间腐蚀。这是当钢从925℃以上快速冷却时,碳化物或氧化物沉淀,金属晶格应变造成的,焊接后进行消除应力热处理可消除应力并恢复耐腐蚀性能。在1Cr17不锈钢中加入**过8倍碳含量的钛,通常可减少焊接钢结构在一些介质中的晶间腐蚀。然而加入钛在中不是有效的。
防止或减缓晶间腐蚀的措施
a.选用抗晶间腐蚀的合金;
b.选择合适的热处理工艺,如铝合金过时效处理;
c.在确定焊接工艺,铝合金胶接及铣切工艺,回避容易产生晶间腐蚀的温度下处理。
晶间腐蚀指腐蚀主要发生在金属材料的晶粒间界区,沿着晶界发展,即晶界区溶解速度远大于晶粒溶解速度。
条件
(1)晶粒和晶界区的组织不同,因而电化学性质存在显着差异。——内因
(2)晶粒和晶界的差异要在适当的环境下才能显露出来。——外因
铁素体不锈钢在焊接加工后在焊缝金属与熔合线处容易形成晶间腐蚀。18Cr-9Ni不锈钢在温度大于750℃时,不会形成晶间腐蚀,而在600-700℃区间时,晶间腐蚀的倾向也是非常严重的。当温度小于600℃时,就要很长时间才会形成晶间腐蚀倾向,当温度小于450℃时就基本上不会形成晶间腐蚀倾向。
检测不锈钢材料是否会有晶间腐蚀倾向的方法是,通常使用敏化处理加工工艺。不锈钢材料加热至晶间腐蚀温度是敏感的,当恒温处理相应时间后,这种处理工艺叫做敏化处理,形成晶间腐蚀敏感的温度就叫做敏化温度。18-8不锈钢敏感的温度是650-700℃,形成晶间腐蚀倾向所要的短时间是1-2小时。
避免不锈钢出现晶间腐蚀的办法有四种,种是降低含碳量,当不锈钢中碳质量分数**0.03%时,就算在700℃较长时间回火也不会产生晶间腐蚀。*二个办法是添加可以固定碳的合金元素。*三种是对不锈钢材料进行固溶处理。*四种是使用双相钢。使用铁素体与奥氏体双相不锈钢能够有效抗晶间腐蚀。
点蚀产生的主要特征有下列三个方面:
(1) 点蚀多发生于表面生成钝化膜的金属或表面有阴极性镀层的金属上(如碳钢表面镀锡、铜、镍)。当这些膜上某些点上发生破坏,破坏区域下的金属基体与膜未破坏区域形成活化——钝化腐蚀电池,钝化表面为阴极而且面积比活化区大很多,腐蚀向深处发展形成小孔。
(2) 点蚀发生在含有离子的介质中,如不锈钢对卤素离子特别敏感,其作用顺序为Cl->Br->I-。
(3) 点蚀通常在某一临界电位以上发生,该电位称作点蚀电位或击破电位,又在某一电位以下停止,而这一电位称作保护电位或再钝化电位。当电位大于点蚀电位时,点蚀迅速发生、发展;电位在点蚀电位与保护电位之间时,已发生的点蚀继续发展,但不产生新的蚀孔;电位在保护电位以下时,点蚀不发生,即不会产生新的孔蚀,已有的蚀孔将被钝化不再发展。
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