焊接接头晶间腐蚀GB/T7998-2005

晶间腐蚀是局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化, 不能经受敲击，所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工业的一个重大问题。

含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢(即不含钛或铌的0Cr18Ni9不锈钢)，如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会产生晶间偏析，这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀(敏化作用)，并且造成邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用也可出现在焊接时，在焊接热影响区造成其后的局部腐蚀。
通用的检查不锈钢敏感性的方法是65%硝酸腐蚀试验方法。试验时将钢试样放入沸腾的65%硝酸溶液中连续48h为一个周期，共5个周期，每个周期测定重量损失。一般规定，5个试验周期的平均腐蚀率应不大于0.05mm/月。

奥氏体钢体焊缝产生晶间腐蚀，也是由于在晶界析出铬的碳化物从而在晶界形成薄的贫铬层引起的。晶间腐蚀倾向与焊接材料有直接关系。当焊接材料含有稳定化元素（如Ti、Nb） 或含碳量大到低碳（ωc≤0.03％）水平时，就不容易产生晶间腐蚀。这主要是由于Ti、Nb等元素与碳的亲和力大于铬与碳的亲和力，因而能取代Cr而与碳形成碳化物，使钢中绝大部分碳固定在这些碳化物中，因此能避免在晶界产生贫铬层。同样，如果焊缝中含碳量很低，也不利于在晶界形成贫铬层。

当钢无论是加热或冷却通过450～850 ℃时，碳便可形成（ Fe 、Cr） 23C6 从奥氏体中析出而分布在晶界上。（ Fe 、Cr） 23C6 的含铬量比奥氏体基体的含铬量高很多， 它的析出自然消耗了晶界附近大量的铬， 而消耗的铬不能从晶粒中通过扩散及时得到补充， 因为铬的扩散速度很慢， 结果晶界附近的含铬量低于钝化的的（即12 %Cr） ,形成贫铬区， 因而钝态受到破坏， 晶界附近区域电位下降， 而晶粒本身仍维持钝态， 电位较高， 晶粒与晶界构成活态———钝态微电偶电池， 电池具有大阴极小阳极的面积比，这样就导致晶界区的腐蚀。

12Cr12Mo珠光体耐热钢与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接后非常容易发生晶间腐蚀，这种腐蚀的发生主要是与熔合区碳的扩散有关。因为12Cr12Mo珠光体耐热钢中的含碳量比较高，而含碳化物形成元素较少；在熔合区的1Cr18Ni9Ti一侧奥氏体区含碳量很低，这样在较窄的熔合区两侧就形成了含碳量的高低差，假如这个接头在500℃以上的环境中工作时，熔合区就会发生碳的扩散。按照自然规律高碳区向低碳区扩散。导致靠近熔合区的珠光体母材形成脱碳软化层；而靠近熔合区的奥氏体母材形成增碳应化层。

奥氏体不锈钢由于晶间腐蚀的发生,导致结构发生早期失效,既影响钢材的正常使用寿命,又容易引发生产事故,给企业造成不必要的经济损失,增加了社会的人力物力支出成本。因此,探究奥氏体不锈钢晶间腐蚀的产生机理,提出预防和修复措施,充分发挥奥氏体不锈钢的优良性能,对建设资源、能源节约型,环境友好型和谐社会有重要意义。