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奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼強(qiáng)度高、耐蝕性優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，但其在使用過程中仍可能會(huì)發(fā)生晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕等局部腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響裝備的安全服役。其中，晶間腐蝕是指腐蝕主要發(fā)生在金屬材料的晶粒間界區(qū)上，沿著晶界發(fā)展，晶界區(qū)的溶解速度遠(yuǎn)大于晶粒區(qū)的溶解速度，從宏觀上看，材料沒有發(fā)生明顯變化，但材料強(qiáng)度大幅下降，危害巨大，因而受到廣泛關(guān)注。

奧氏體鐵素體雙相不銹鋼同時(shí)存在a/a晶界、γ/γ晶界和a/r相界這3種界面，其在受熱或焊接條件下各界面會(huì)析出σ相、X相、R相、碳化物及氮化物等有害第二相。與奧氏體不銹鋼相比，奧氏體鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕機(jī)理研究相對滯后，但學(xué)者普遍認(rèn)為，雙相不銹鋼晶間腐蝕的誘發(fā)也符合“貧鉻理論”，只是富鉻相沉積和貧化區(qū)形成的具體機(jī)制有所不同，貧鉻區(qū)的形成主要?dú)w因于富鉻相在a/a晶界、γ/γ晶界和a/r相界及其周邊區(qū)域的沉積，包含富鉻相析出造成的貧鉻和相轉(zhuǎn)變造成的貧鉻等。周勇等認(rèn)為雙相鋼的貧鉻原因以σ相、X相和氮化物的析出為主,Cr2sC。的影響并不顯著；黃嘉琥認(rèn)為，雖然Cr2N的析出也會(huì)產(chǎn)生貧鉻，但氮元素的溶解度比碳元素的大得多，產(chǎn)生貧鉻區(qū)的作用比碳元素的低得多。另外，氮元素能促進(jìn)不銹鋼鈍化膜中鉻元素的富集，提高鈍化能力，因而，主要對耐晶間腐蝕性能起提高作用。此外，由于在部分發(fā)生了晶間腐蝕的雙相鋼中未觀察到貧鉻區(qū)，不能采用“晶界貧鉻理論”解釋，由此提出了晶界的選擇性腐蝕理論，即當(dāng)晶界上析出了σ相(FeCr化合物)，或者有雜質(zhì)偏析(磷、硅)時(shí)，其在強(qiáng)氧化性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生選擇性溶解，進(jìn)而產(chǎn)生晶間腐蝕。不論遵從哪種晶間腐蝕理論，準(zhǔn)確表征奧氏體鐵素體雙相鋼的晶間腐蝕敏感性顯得尤為重要。

目前，試驗(yàn)室采用的不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法從原理上分，主要包括化學(xué)浸泡法和電化學(xué)試驗(yàn)法。筆者主要對奧氏體鐵素體的晶間腐蝕試驗(yàn)方法進(jìn)行概述，同時(shí)提出了試驗(yàn)過程中需要注意的問題，為腐蝕測試工作者提供參考。

1、化學(xué)浸泡法

化學(xué)浸泡晶間腐蝕試驗(yàn)方法，就是將試樣浸泡于特定條件的溶液中保持一定的時(shí)間，通過檢驗(yàn)試驗(yàn)前后試樣發(fā)生的變化來表征材料的晶間腐蝕敏感性。評價(jià)指標(biāo)一般有3種：①是腐蝕速率，通過試驗(yàn)前后試樣的質(zhì)量變化和暴露面積來進(jìn)行計(jì)算；②腐蝕深度，對試樣截面進(jìn)行磨制拋光，采用金相顯微鏡檢查試樣表面的晶間腐蝕深度；③彎曲形貌，對試樣進(jìn)行彎曲，觀察彎曲部位外表面形貌。通常供需雙方會(huì)確定具體的合格指標(biāo)，如平均腐蝕速率需小于0.6 mm.a(年) 1 、晶間腐蝕深度小于10 μm或彎曲后未產(chǎn)生晶間腐蝕裂紋等。

2、電化學(xué)試驗(yàn)方法

電化學(xué)試驗(yàn)方法,簡單來說就是利用電化學(xué)工作站采集試樣腐蝕過程中的電流、電位數(shù)據(jù),或者對試樣外加電流或電壓信號,測定試樣在極化條件下的電化學(xué)數(shù)據(jù),易于揭示材料的腐蝕機(jī)理，廣泛應(yīng)用于不銹鋼的晶間腐蝕敏感性表征中，包括電解侵蝕法、極化曲線(動(dòng)電位極化曲線法、恒電位極化曲線法、雙環(huán)電化學(xué)動(dòng)電位再活化法)、交流阻抗譜和電化學(xué)噪聲技術(shù)等。

3、結(jié)束語

隨著奧氏體鐵素體雙相不銹鋼應(yīng)用越來越廣泛,晶間腐蝕性能檢測也越來越受到重視,供需雙方需進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)以獲取第三方的材料檢測合格證書,為材料的使用單位提供第一手?jǐn)?shù)據(jù),這是工業(yè)應(yīng)用之前的必備工序，也是材料性能提升的必經(jīng)之路。

用戶最關(guān)心的仍是化學(xué)浸泡晶間腐蝕試驗(yàn)得到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。晶間腐蝕檢驗(yàn)方法的選擇應(yīng)從合金牌號與應(yīng)用介質(zhì)兩方面考慮。如果高鉻含量雙相鋼工程應(yīng)用介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)，則不宜采用16%硫酸-硫酸銅銅屑法，應(yīng)采用腐蝕性更強(qiáng)的方法檢驗(yàn)，如35%硫酸硫酸銅銅屑法和40%硫酸硫酸鐵法，其中前者以彎曲評價(jià)為宜，后者則可考慮彎曲和腐蝕速率綜合評價(jià)；如果高鉻含量雙相鋼工程應(yīng)用介質(zhì)的腐蝕性不強(qiáng)，即使使用很多年也不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕失效，則采用16%硫酸硫酸銅銅屑法也是合適的；如果高鉻含量雙相鋼工程應(yīng)用介質(zhì)的腐蝕性很強(qiáng)，則需采用65%硝酸法。需要指出的是化學(xué)浸泡方法得到的試驗(yàn)結(jié)果比較簡單，彎曲評價(jià)是一種定性結(jié)果，腐蝕速率評價(jià)也只僅有在當(dāng)前腐蝕溶液中的腐蝕速率數(shù)據(jù)，較難結(jié)揭示材料腐蝕機(jī)理，很難與實(shí)際失效情況完全一致。