Page 22 - 理化检验-物理分册2021年第八期
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罗先甫, 等: 奥氏体 - 铁素体双相不锈钢晶间腐蚀试验方法
铜 - 铜屑法中的, 且试样颜色发生显著变化, 说明此 停止试 验; 固 溶 态 试 样 的 溶 液 正 常, 继 续 进 行 至
法不仅可以采用弯曲法评价, 采用腐蚀速率评价也 48h 完成一周期试验。具体的晶间腐蚀结果见表
是可行的。 5 , 由表 5 可见, 敏化态试样的平均腐蚀速率比固溶
1.3 硝酸法 态试样大两个数量级, 表明敏化态试样不适用于进
沸腾的 65% 硝酸晶间腐蚀试验一般需进行 5 行 65% 沸腾硝酸试验检测, 而固溶态试样的腐蚀速
个周期, 每周期 48h , 或者进行 3 周期, 时间为 48+ 率较小, 如果腐蚀速率小于供需双方约定值, 则可应
96+96h , 采用平均腐蚀速率评价 [ 12 ] 。沸腾的 65% 用于强氧化环境。
硝酸溶液氧化性强, 比上述几种溶液的电位都高 [ 11 ] 表 5 65% 硝酸晶间腐蚀试验结果
[ 0.75~1V ( SCE )], 更易使试样处于过钝化状态。 Tab 5 Inter g ranularcorrosiontestresultsb y 65%HNO 3 solution
溶液可检测的晶间腐蚀包括以下 3 个方面: 一是碳 热处理 试验 试样表 质量 平均腐蚀速率 /
编号
状态 时间 / h 2 损失 / g ( g ·( m · h ))
-1
2
化物的析出; 二是含钼钢中的金属间 化 合 物, 如 σ 面积 / mm
相; 三是晶间杂质相 [ 12 ] 。标准中明确表示一般需要 7 固溶态 48 1490.95 0.0273 0.38
在强氧化性条件下使用的钢种才需进行硝酸试验, 8 敏化状 24 1485.29 1.9810 55.70
含钼钢不推荐采用此种晶间腐蚀方法, 除非材料在
2 电化学试验方法
硝酸条件下服役。
由于双相钢中通常含钼, 在敏化条件下极易析
电化学试验方法, 简单来说就是利用电化学工
出金属间化合物 σ 相, 进行此种晶间腐蚀试验通常
作站采集试样腐蚀过程中的电流、 电位数据, 或者对
会产生较为严重的均匀腐蚀。对交货态( 固溶态) 和
试样外加电流或电压信号, 测定试样在极化条件下
敏化态 2205 双相不锈钢进行 65% 沸腾硝酸晶间腐
的电化学数据, 易于揭示材料的腐蚀机理, 广泛应用
蚀试验, 试验 24h 后的溶液情况如图 4 所示。由图
于不锈钢的晶间腐蚀敏感性表征中, 包括电解侵蚀
4 可见, 试验持续 24h 后, 675 ℃×1h 敏化态试样
法、 极化曲线( 动电位极化曲线法、 恒电位极化曲线
的溶液呈现暗红色, 溶液上方还漂浮着棕红色气体,
法、 双环电化学动电位再活化法)、 交流阻抗谱和电
表明硝酸正在大量分解为 NO 2 NO , 试样正在加速
、
化学噪声技术等。下面, 对上述几种电化学晶间腐
氧化, 发生严重的均匀腐蚀, 未进行一周期( 48h ) 即
蚀试验方法进行介绍。
2.1 电解浸蚀试验方法
由表 1 可见, 各国标准中均包含 10% ( 质量分
数, 下同) 草酸电解方法, 但其应用范围均不包含双相
钢。草酸电解法通过将样品极化到接近过钝化状态,
观察浸蚀结构, 判定材料是否需要进行后续的相关试
验, 是热酸试验的筛选方法, 设备只需一直流电源即
可, 简便快捷。但试验实施过程中也存在一些问题,
首先, 必须严格控制电流密度和电解时间。电流密度
和电解时间影响试样的腐蚀程度, 如不固定, 相同材
料不同尺寸试样的浸蚀结果可能会有差别, 影响判
断; 而不同材料的耐受性存在差异, 在相同电流密度
和电解时 间 下 也 无 法 进 行 横 向 比 较。所 以 通 常 取
1cm 的表面进行电解, 对于焊接接头试样, 需同时
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包含母材、 热影响区和焊缝, 对于时间的掌握要求更
高。其次, 草酸电解试验通常是针对奥氏体不锈钢以
图 4 沸腾 65% 硝酸晶间腐蚀试验持续 24h后的溶液状态 及高铬铁素体不锈钢, 针对双相不锈钢, 电流密度和
Fi g 4 Solutionstateofboilin g 65%HNO 3 solutionafter 电解时间能否照搬标准还需要进行大量试验来确定。
inter g ranularcorrosiontest24h ASTM A923-14 方法 A 是专门针对双相不锈钢的
a solidsolutionstate b sensitizedstate
电解 方 法, 溶 液 为 质 量 分 数 为 28.6% 的 NaOH
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