高温下18-8不锈钢管容易脱铬产生晶间腐蚀。
发布时间:2021-09-24 09:34:40


18-8不锈钢管在晶间腐蚀中发生过许多事故。事故发生在这种合金应具有良好耐腐蚀性的环境中。这种钢在约950~1450°F(510-下788℃)的温度范围内加热后,变得敏化,也就是说容易发生晶间腐蚀。例如,1200°F(649℃)加热1小时是人为的敏化方法。

基本一致接受的晶间腐蚀理论是基于晶界贫铬。普通钢中加入铬可以在许多环境中耐腐蚀。制造不锈钢管一般需要10%以上的铬。铬量明显下降,接近普通钢,耐腐蚀性相当低。

碳含量约为0.02%或更高时,Cr23C6(和碳)在上述温度范围内实际不溶解,从固溶体中沉淀。这样铬从固溶体中分离出来,结果降低了接近晶界的金属铬含量。晶界碳化铬不腐蚀。邻近晶界的贫铬区,由于对多个腐蚀环境的耐腐蚀性差,被腐蚀。普通的18-8不锈钢管(304型)一般含有0.06~0.08%的碳,因此有足够的碳和铬生成碳化物沉淀。这种情况显示在图3-24中。在敏化温度下,碳容易扩散到晶界,铬的流动性差得多。晶界原表面可获得新表面,即碳化铬新表面。

有证据表明,晶界的铬含量可能降低到很低的水平或零。假设铬含量下降到2%。耐腐蚀性下降,两种不同的金属成分相互接触,还存在很大的不利面积比。贫铬区保护了晶粒。毕竟贫铬区迅速腐蚀,晶粒上的腐蚀极小。

将不锈钢管切成薄片,制成晶界面时,如图3-25所示。用低倍放大镜(例如10倍)观察,腐蚀区似乎是深而窄的沟。

多年来,碳化铬沉淀物被描述为粒子,因为太小,所以用光学显微镜看不清楚。杜邦公司的Mahla和Nielsen用电子显微镜证明碳化物在晶粒周围形成叶状结构的膜和包皮。图3-26从他们的资料中选择,不锈钢管的金属成分溶解在强酸后的沉淀物中。这加强了图3-25所示的意见,即碳化物本身不腐蚀相邻的贫铬金属溶解。事实上,无论热处理情况如何,这种酸都会迅速腐蚀所有18-8不锈钢管。