Page 20 - 理化检验-物理分册2021年第八期

罗先甫, 等: 奥氏体 - 铁素体双相不锈钢晶间腐蚀试验方法

测试的 2205 、 2507 等中高耐蚀性的双相钢, 较之于 ASTM 标准中的 50% 硫酸 - 硫酸铁试验方法( 试验

16% 硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑法, 采用此法更为合适。 时间为 120h ), 此方法采用均匀腐蚀速率来表征晶
对太钢产交货态( 固溶态) 和敏化态2205双相不 间腐蚀敏感性, 最大腐蚀速率需供需双方确定。绝
锈钢进行 35% 硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑法晶间腐蚀试验。 对腐蚀速率受硫酸和硫酸铁浓度影响变化较大, 不

煮沸20h后采用半径为试样厚度的压头对试样弯曲 太稳定, 较难作为评判指标。因此, 通常采用敏化态
90° , 弯曲后的试样形貌如图 1 所示, 同时还称量了试 与交货态( 固溶态) 试样的平均腐蚀速率比值即相对
样腐蚀前、 后的质量并计算了腐蚀速率, 具体见表 2 。 腐蚀率来表征晶间腐蚀敏感性, 确定比值小于约定
由图1可见, 腐蚀试验后, 两件试样均呈现金属光泽, 值( 如 1.5 ) 则合格, 而不考察具体的腐蚀速率。
固溶态试样未产生裂纹, 而敏化态试样产生裂纹, 但 对于 18-8 型不锈钢, 50% 硫酸腐蚀性最强 [ 9 ] ,
这种裂纹并非典型的晶间腐蚀裂纹, 面临着与 16% 硫酸铁作为缓蚀剂稳定硫酸溶液的电位, 此溶液可
硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑法一样的问题, 如不能确定裂纹产 以表征与碳化物和 σ相等金属间化合物析出相关的
生原因, 必须进行金相分析。由表2并结合图1分析 晶间腐蚀 [ 11 ] 。腐蚀溶液电位约为 0.6V ( SCE ), 高

可知, 进行 35% 硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑法晶间腐蚀试验 于 16% 硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑溶液, 晶粒和晶界可能同
后, 弯曲后现象明显, 而试样的质量损失很小, 鉴于这 时处于钝化区或过钝化区, 因而易于产生均匀腐蚀
两种热处理状态差别较大而质量损失相差不大, 说明 现象。同处于过钝化区时, 均匀腐蚀会伴随着较大
采用腐蚀速率评价晶间腐蚀不合适。 的质量损失, 造成硫酸铁的消耗, 硫酸铁作为稳定溶
液电位的作用, 消耗以后如不及时添加, 试样会进入

活化 区, 腐 蚀 程 度 会 进 一 步 加 剧。 对 此, ASTM
A262-2015 标准中给出了补救措施, 当试样的总质
量损失超过 2g 时( 溶液颜色由黄变绿), 需添加硫

酸铁, 且按照试样每损失 1g 添加 10g 硫酸铁的量
进行添加。其可操作性差, 首先是何时添加硫酸铁?
正常的晶间腐蚀试验结束后, 溶液的颜色仍为配制
初期通透的棕黄色, 如果腐蚀较为严重, 溶液颜色会
图 1 2205 双相不锈钢 35% 硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑法晶间 逐渐发生以下变化: 棕黄色 → 颜色加深变暗 → 浅绿
腐蚀试验弯曲后的宏观形貌 色 → 深绿色 → 黑色, 溶液颜色发生变化表明材料腐

Fi g 1 Macromor p holo gy of2205du p lexstainlesssteelafterCu-CuSO 4 - 蚀速率加快, 但是颜色的界定并不易于统一。其次

35%H 2 SO 4 solutioninter g ranularcorrosiontestandbendin g 是添加多少硫酸铁? 如果添加硫酸铁是质量损失超

a solidsolutionstate b sensitizedstate
过 2g 开始加, 这很难界定, 损失 1.9g 时, 是否需要
表 2 2205 双相不锈钢 35% 硫酸 - 硫酸铜 - 铜屑法晶间腐蚀试验结果
添加? 加与不加硫酸铁会对试验结果产生较大的影

Tab 2 Inter g ranularcorrosiontestresultsof2205du p lex
响, 尤其对于求比值对比试样。为解决这一问题, 可

stainlessb yCu-CuSO 4 -35%H 2 SO 4 solution

假设试验过程中硫酸铁是均匀消耗的, 那么缩短时
热处理 试验 试样表 质量 平均腐蚀速率 /
间定然会降低硫酸铁损耗, 为此, 笔者所在检测中心
状态 时间 / h 面积 / mm 2 损失 / g ( g ·( m · h ))
-1
2
通常采用不加硫酸铁而采用缩短试验时间的方式来

固溶态 20 1480.56 0.0062 0.21
解决这一问题, 事实证明这是一种较好的解决方案。

敏化态 20 1501.91 0.0075 0.25
对太钢产交货态( 固溶态) 和敏化态 2205 双相
此外, 针对不锈钢晶间腐蚀试验, 还有 50% 硫 不锈钢进行 50% 硫酸 - 硫酸铁晶间腐蚀试验的结果

酸 - 硫酸铜 - 铜屑法 [ 11 , 14 ] , 采用腐蚀速率评价, 没有标 见表 3 , 晶间腐蚀试验持续 24h 后的溶液状态如图
准显示此方法适用于双相钢, 行业内也很少采用此 2 所示。由表 3 中 1 号和 3 号数据对比可见, 当腐
种方法进行测试, 故此处不再赘述。 蚀速率较小时, 试验时间对腐蚀速率的影响不大, 表
1.2 硫酸 - 硫酸铁法 明硫酸铁是均匀消耗的, 试验过程中其并未降低到
1.2.1 50% 硫酸 - 硫酸铁法 对试验结果产生影响的程度。由 2 号和 4 号数据对
对于硫酸 - 硫酸铁法, 供需双方一般参照国标或 比可见, 当腐蚀速率较大时, 试验时间短的试样腐蚀
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