晶間腐蝕是金屬腐蝕的一種常見的局部腐蝕,腐蝕從金屬表面開始,沿著晶界向晶粒內部發展,使晶粒間的結合力大大減弱,降低了材料的強度,嚴重時可使材料的機械強度完全喪失,它是危害性很大的局部腐蝕形式之一。產生晶間腐蝕的不銹鋼,當受到應力作用時,即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失,這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。
奧氏體不銹鋼在腐蝕介質作用下,在晶粒之間產生的一種腐蝕現象稱為晶間腐蝕。主要是由于晶界處缺陷多,原子排列混亂容易出現碳化物等晶界析出物,導致晶界和晶粒處成分有差異,在一定的介質中會形成原電池,晶界處是陽極而晶粒是陰極,這樣在晶界處合金元素性溶解,會產生電化學腐蝕現象。當晶界的鉻的質量分數低到小于12%時,就形成所謂的“貧鉻區”,在腐蝕介質作用下,貧鉻區就會失去耐腐蝕能力,而產生晶間腐蝕。
鐵素體不銹鋼(400系)含鉻量在15%~30%。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,具有導熱系數大、膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點。晶間腐蝕是指金屬材料在腐蝕介質中沿著材料內部晶界處產生腐蝕的現象。晶界腐蝕的特點是金屬表面看不出明顯缺陷,但晶粒之間的結合力被打破,使金屬無法達到結構強度要求,甚至完全失去金屬屬性,在敲擊時不僅沒有了金屬聲還可能讓金屬碎裂。鐵素體鋼產生晶間腐蝕主要是由于碳化物析出引起貧鉻的結果。
鎳基合金是在650~1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。主要合金元素是銅、鉻、鉬,具有良好的綜合性能,可耐各種酸腐蝕和應力腐蝕。晶間腐蝕是局部腐蝕的一種,主要沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。這種腐蝕會造成設備毫無征兆的突然破壞,在實際生產中有不可預計的損失。
晶間腐蝕是金屬腐蝕的一種常見的局部腐蝕,可以分別產生在焊接接頭的熱影響區(HAZ)、焊縫或熔合線上,在熔合線上產生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕(KLA)。預防晶間腐蝕的措施有:在合金制備時降低碳含量,采用合理的熱處理工藝、加入有效合金元素或采取電化學措施等。
鋁合金是以鋁為基添加一定量其他合金化元素的合金,是輕金屬材料之一。鋁合金典型的晶界模式常為沉淀相/溶質貧化區。通常鋁合金的晶格本體、沉淀相和溶質貧化區之間的電化學行為相差很大,導致晶界比晶粒內部更易腐蝕??孜g或縫隙腐蝕會發展為晶間腐蝕,形成深入合金組織的腐蝕溝。而使用軋制或擠出工藝制成的板材或棒材,由于晶粒被嚴重變形,晶間沉淀物/溶質貧化區形成了平行于表面的層狀分布的活性陽極通道,在腐蝕產物楔入力的作用下,晶間腐蝕傾向于沿與表面平行的方向生長,并逐步發展為剝蝕。
鋁及鋁合金在大氣和淡水環境中表現出優良的耐蝕性,但是,實際使用中通常會出現發黑氧化及表面腐蝕現象,在有些環境介質中還會出現點蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕等現象??蔁崽幚礓X合金是指經過熱處理后,材料性能會得到明顯強化的一類鋁合金。由于鋁合金對晶間腐蝕敏感,因此有必要對可熱處理鋁合金的耐晶間腐蝕性能進行檢測。
不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工廠普遍存在的一個重大問題。奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕較為敏感,一般認為是由于碳化鉻析出造成晶間貧鉻所致。因此降C或加Ti、Nb,可以減少晶間腐蝕傾向;而加Ni和Cr可以改善奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性和強度。
5系鋁合金,屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,主要特點為密度低,抗拉強度高,延伸率高,疲勞強度好,但不可做熱處理強化。還由于具有高比強度、優良的耐腐蝕性能、成形性能和焊接性能以及可回收利用等特點,是重要的汽車輕量化材料。