奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验报告
奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告
奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性,因而便于制成各种形状的构件、容器或管道;奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良,是它获得最为广泛应用的根本原因。
也正是这样,在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐晶间腐蚀等的能力。
本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点,进行了手工钨极氩弧焊评定性试验,现就试验结果作一介绍一、奥氏体不锈钢的焊接特点:奥氏体不锈钢韧性、塑性好,焊接时不会发生淬火硬化,尽管其线膨胀系数比碳钢大得多,焊接过程中的弹塑性应力应变量很大,却极少出现冷裂纹;尽管有很强的加工硬化能力,由于焊接接头不存在淬火硬化区,所以,即使受焊接热影响而软化的区域,其抗拉强度仍然不低。
304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题,主要有两个:一是焊接热裂纹,这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关;二是焊接变形大。
1、焊接接头的热裂纹及其对策1.1焊接接头产生热裂纹的原因单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹,这种裂纹是在高温状态下形成的。
常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。
就裂纹的物理本质上讲,有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。
奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点:1)焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力,这是产生凝固裂纹的必要条件。
由于奥氏体型不锈钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接区降温(收缩)期焊接接头必然要承受较大的拉应力,这也促成各种类型热裂纹的产生。
2)方向性强的焊缝柱状晶组织的存在,有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。
3)奥氏体不锈钢的品种多,母材及焊缝的合金组成比较复杂。
含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感,在某些钢中硅和铌等元素,也能形成有害的易熔晶间层。
1.2避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径。
Super304H奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究进展
1晶间腐蚀机理 目前,晶间腐蚀的机理主要有“贫化理论”和 “晶间区偏析杂质或第二相选择性溶解理论”∽j。
界技术,以大幅提高机组的发电效率。13本住友金
属于20世纪80年代率先开发了Super304H(18Cr.
9Ni-3Cu.Nb—N)奥氏体耐热不锈钢(以下简称su. per304H钢)作为超超临界机组过热器和再热器管
所提高,但是c含量对晶间腐蚀的影响比Nb大,c
万方数据
・36・
特殊钢
第34卷
钢管成型工艺上的差别主要体现在双固溶法参数设 置上;传统工艺中,TP304H钢管软化处理温度在
900一l
析出的温度大致为900~950 oC,而M:,C。在800~
850
qC析出最快。但对Super304H钢,高温处理为
000℃,固溶处理温度1
sion
susceptibility of Super304H steel at home and abroad iS summarized in this article including intergranular corrosion mech. anism,effect of alloy elements in steel especially Nb/C,double solid.solution treatment,stabilizing treatment.welding process and 600—700℃high temperature aging on intergranular corrosion of this steel.and characterization methods for sen. sitiveness of intergranular corrosion of Super304H steel.The research and development of Super304H steel iS prospected.
奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因
奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因要写一篇关于“奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因”的文章,首先我们得先了解一下奥氏体不锈钢这位“大明星”。
不锈钢在日常生活中可谓无处不在,从厨具到建筑,真是个“百搭”。
而奥氏体不锈钢以其良好的耐腐蚀性和韧性受到大家的喜爱,但它却有一个不太好听的毛病——晶间腐蚀。
好比是你在聚会上大肆欢笑,结果发现衣服上沾了点酱油,尴尬得不要不要的。
1. 什么是晶间腐蚀?1.1 定义与特征简单来说,晶间腐蚀就是金属材料内部某些区域发生的腐蚀,想象一下你家里的墙壁,表面看起来完好,但其实里面早已“开了小花”。
这种腐蚀主要出现在材料的晶界,也就是金属的“分界线”,在这里,材料的结构变得比较脆弱,容易受到侵袭。
最典型的表现就是出现小孔或者裂缝,简直是“内忧外患”啊!1.2 原因探讨那么,晶间腐蚀究竟是从哪里来的呢?首先,要说的是奥氏体不锈钢里含有镍和铬等合金元素,这些元素虽然能增强耐腐蚀性,但如果处理不当,反而会形成一些“小圈子”。
就好比你们几个朋友总在一起,久而久之,关系就变得微妙,开始互相“拆台”。
在高温环境下,碳会与铬结合,导致铬的分布不均,给腐蚀留下了“缝隙”。
2. 环境因素的影响2.1 氧化与化学介质接下来,我们再看看外部环境的影响。
奥氏体不锈钢最怕的就是那些含氯的东西,比如海水、盐水,甚至是厨房里的清洁剂,这些化学介质可不是什么善类!它们就像“海盗”,一旦侵入,就开始大肆掠夺,损害金属的结构。
遇到这种情况,金属的“防线”立刻被攻破,腐蚀就开始“得寸进尺”。
2.2 温度与湿度而且,温度和湿度也是关键因素。
高温潮湿的环境就像是给了腐蚀一个“开挂”的机会。
想象一下,一个人在炎热的夏天里,浑身湿透,那种不适感真是“烦不胜烦”。
同理,金属在这种环境下也会变得更加脆弱,腐蚀的速度比平时快多了。
3. 如何防止晶间腐蚀?3.1 合理选材说到这,大家肯定想知道,怎么才能避免这种尴尬的情况呢?首先,选材很重要,尽量选择高品质的奥氏体不锈钢,合金成分要稳定,避免那些“易变心”的材料。
不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验
3)
刀状腐蚀区:
产生的条件:①只出现于含Ti和Nb的18-8不锈钢接头中。 ②发生在近缝区的过热区中(加热超过1200℃) 产生的特征:①沿晶破坏,呈现深而窄的形状,类似刀口 形状。 ②腐蚀区宽度初期为3~5个晶粒,逐步扩展到1.0~1.5mm。
产生机理:
18-8Ti 不锈钢的供货状态一般为固溶处理状态(即一般经 1050 ~ 1150 ℃水淬固 溶)这时钢中少部分碳和很少量 Ti 溶入固溶体,大部分 C 与 Ti 结合成为 TiC(游 态)。原因是在1150℃以下时TiC在钢中的溶解度是不大的,而在固溶处理时, Cr23C6将可能全部溶入固溶体。 但是,在焊接时,温度超过1200℃的过热区中首先出现的变化是 TiC不断地分解 并且向奥氏体中溶解而形成固溶体。峰值温度越高,TiC的固溶量越多,这时, 在过热区中只有少量大块的 Ti(CN) 和 TiN 不能发生固溶。 TiC 高温分解后,分离 出来的碳原子将插入到奥氏体点阵间隙中,而Ti则占据奥氏体点阵节点的空穴位 置。随后冷却时,由于高温下碳原子极为活泼,比Ti的扩散能力强,碳原子将趋 向奥氏体晶粒周边扩散运动,Ti则来不及扩散而仍保留在奥氏体点阵节点上。因 此,碳将析集于晶界附近成为过饱和状态。 如果随后再经中温敏化加热时,碳原子可以优先已很快的速度向晶粒边界扩散, 是晶界更富集碳;而与此同时,Cr也以一定速度(比C扩散稍慢,比Ti扩散要 快),因此易于在晶界附近形成铬的碳化物M23C6的沉淀,致使靠近晶界的晶粒表 面出现一个贫铬层,使铬低于临界值12%。此时,奥氏体晶粒内由于含铬量高而 带正电位,晶界因铬的碳化物存在,而产生贫铬层带负电位,在腐蚀介质中带负 电位的贫铬层就会成为被消耗的阳极而遭受腐蚀。TiC固溶量越多的部位,M23C6 的沉淀量越大,相应地这个部位的晶间腐蚀倾向表现得越严重。
奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验
奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验方法一、试验方法:奥氏体不锈钢10%草酸浸蚀试验方法试样在10%的草酸溶液中电解浸蚀后,在显微镜下观察浸蚀表面的金相组织。
二、试样1、取样及制备:1)焊接试样从与产品钢材相同而且焊接工艺也相同的试块上取样,试样应包括母材、热影响区以及焊接金属的表面;2)取样方法:原则上用锯切,如用剪切方法时应通过切削或研磨的方法除去剪切影响部分;3)试样被检查的表面应抛光,以便进行腐蚀和显微组织检验;2、试样的敏化处理1)敏化前和试验前试样用适当的溶剂或洗涤剂(非氯化物)除油并干燥;2)焊接试样直接以焊后状态进行试验。
对焊后还要经过350℃以上热加工的焊接件,试样在焊后还应进行敏化处理。
试样的敏化处理在研磨前进行,敏化处理制度为650℃,保温1小时,空冷。
三、试验方法1、试验溶液:将100克符合GB/T9854的优先级纯草酸溶解于900ml蒸馏水或去离子水中,配置成10%草酸溶液;2、实验仪器和设备:阴极为奥氏体不锈钢制成的钢杯或表面积足够大的钢片,阳极为试样,如用钢片作阴极时要采用适当形状的夹具,使试样保持于试验溶液中,浸蚀电路如图1所示。
1——不锈钢容器2——试样3——直流电源4——变阻器5——电流表6——开关图1 电解浸蚀装置图3、试验条件和步骤:1)把浸蚀试样作阴极,以不锈钢杯或不锈钢片作为阴极,倒入10%草酸溶液,接通电流。
阳极电流密度为1A/cm2,浸蚀时间为90s,浸蚀溶液温度为20℃~50℃。
2)试样浸蚀后,用流水洗净,干燥。
在金相显微镜下观察试样的全部浸蚀表面,放大倍数为200倍~500倍,根据表1、表2和图2~图8判定组织的类别。
3)每次试验使用新的溶液。
4、浸蚀组织的分类1)显示晶界形态浸蚀组织的分类见表1;2)显示凹坑形态浸蚀组织的分类见表2;3)一类阶梯组织和二类混合组织是可接受的组织,其余为不可接受组织。
5、试验报告:试验报告应包括以下内容:1)试验的名称及试验面积尺寸;2)电流密度;3)浸蚀时间和温度;4)浸蚀后的金相照片;5)判定结果。
奥氏体不锈钢焊接中的晶间腐蚀敏感性试验简述
Gongyi yu Jishu♦工艺与技术奥氏体不锈钢焊接中的晶间腐蚀敏感性试验简述贾飞_(懸美德沖国3有観公:爾,上海201.809)摘要:奥氏体不锈钢捧接中的晶间腐魏是:一个无滚两滅的间《,国内外也对乎IB何确定晶_腐蚀的敏感性出台了相关的标准=现 从虜内晶间腐蚀敏感性试验标准入篆.播要刻举f國内外的晶向腐蚀驗感性试藥雜对此做出T简要分析。
关键词奧氏体不锈钢;晶间腐蚀r焊掾r敏薄性n.试轂0引言奥氏体不锈钢具体良好的耐_温和耐腐蚀性以及较好的焊翻生,便于机加工,圃此广泛用乎化工设备及其他行业。
晶 间腐蚀暴奥氏体不锈钢常见的一种电化学腐蚀,较之其他腐蚀藤式,诸如点蚀縫:隙腐蚀和应力腐蚀晶间腐蚀:尤其蓉'S 扭现在焊接过蠢中,:虜焊縫又是设备中最知静弱的环节,因 此,在_产生爾中:要对晶间腐蚀给予足够的重视4产&焊缝晶间腐蚀的不镑钢构件在外形上役有祍何变化,餘焊缝区域外,其余母材均未被腐蚀,仍保持着明亮的金属,光泽^因此,晶间腐蚀不易通过常规手段进行检查,往往发生破坏时,已经为时 晚矣,難#f t极大。
晶间腐蚀能被坏晶粒间的结合力,造成备项机械性能大范围下降,形成晶羿失效的结构,即#晶粒:的机械性能完好爾互相聪系的晶界却=脆截不堪奧氏体不锈钢之所以不镑是因为有大于12%的铬元素形成的钝化层。
但是在加热状态下,晶内碳元素的扩散速度大于 铬元素的扩散速度,晶界载会富檗太暈M嵌元素,由于撰:元素 与铬元素的亲和力较强,会与处于義弄处的铬元素:形成m2a(m表示铬和铁元素),从而第耗掉晶猙:;|暈:的铬元素,使 晶界贫铬(:小子12%)而形成腐蚀。
另外,西格玛灌在勗界的析出同祥会造成类似的贫锡区,也会导致晶间腐蚀的发生,这是超低碳奥氏你不锈钢发隹晶间腐蚀:的原厲捧接过靈中,加热过麓会加速勗界附近元素的迁移,使屬本没有勗眞腐蚀性能的母材也在焊缝附近产生贫铬区,因此,在焊接工艺评定中,晶间腐蚀敏感性试验長十分必要的。
奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线
奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线是一个非常重要的概念,在材料科学和金属工程领域具有很高的研究价值。
它对于理解不锈钢在不同环境中的腐蚀行为,以及对材料性能的影响有着重要的意义。
通过全面评估和深入探讨这个主题,我们可以更好地理解奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化行为,为材料选型和工程应用提供重要参考。
让我们来详细介绍一下奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线的概念。
奥氏体不锈钢是一种晶体结构为面心立方结构的合金钢,具有良好的耐腐蚀性能。
然而,在一些特定的环境条件下,奥氏体不锈钢会发生晶间腐蚀敏化现象,导致其耐腐蚀性能下降。
晶间腐蚀敏化曲线就是用来描述奥氏体不锈钢在腐蚀环境中的敏化行为的曲线,通过对其进行测试和分析,可以得到材料在不同条件下的腐蚀敏感性,进而指导工程实践中的材料选择和设计。
在深入探讨晶间腐蚀敏化曲线之前,我们需要了解一些基本概念。
晶间腐蚀是指材料在晶界处发生腐蚀现象,通常是由于晶界处的化学成分和结构与晶内部有所不同,导致在特定条件下易受腐蚀。
而敏化现象则是指材料在一定条件下,由于晶界处的某些相的析出或溶解,导致晶界区域的耐蚀性下降。
晶间腐蚀敏化曲线就是用来描述材料在不同条件下发生晶间腐蚀敏化的过程。
通过对奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线的全面评估和深入探讨,我们可以更好地理解其腐蚀行为。
在工程领域中,选择合适的不锈钢材料可以有效抵抗腐蚀,延长材料的使用寿命。
对不同环境条件下的材料腐蚀行为进行深入研究,可以为工程实践提供重要的理论指导和技术支持。
总结回顾,奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线是一个重要的研究课题,对于理解材料的腐蚀行为和对材料性能的影响具有重要意义。
通过全面评估和深入探讨这一主题,我们可以更好地指导工程实践和材料选型。
在未来的研究中,我们还可以进一步探讨不同条件下的晶间腐蚀敏化行为及其机制,为提高材料的耐腐蚀性能提供更多的理论支持和实践经验。
在个人观点和理解方面,我认为奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏化曲线的研究具有重要的理论和应用意义。
不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验
不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验项目编号 08505917项目名称不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验面向专业材料成型与控制工程,材料科学与工程课程名称金属焊接性教材、实习指导名称材料成型与控制工程专业(焊接部分)实验指导书所属院系材料科学与工程学院所属实验室材料成型实验室(焊接)实验类别专业课实验类型综合实验要求选做难易程度一般计划学时 4学分 .1实验套数 2每组人数8最多容纳人数10实验项目简介:晶间腐蚀是沿晶粒边界发生的腐蚀现象,因碳化铬在晶界沉淀而使晶界层“贫铬”,铬的有效含量<12%,在腐蚀介质中沿晶间发生腐蚀。
该试验以18-8型奥氏体不锈钢中最常用的含稳定元素的1Cr18Ni9Ti和含稳定元素的0Cr19Ni9为例,来讨论晶间腐蚀问题。
奥氏体不锈钢的焊接接头,通常在焊缝区、过热区、敏化区,产生晶间腐蚀倾向。
观察与分析不锈钢焊接接头的显微组织,观察晶间腐蚀区显微组织特征,分析不锈钢焊接接头产生晶间腐蚀的机理和防治。
实验目的:一、观察与分析不锈钢焊接接头的显微组织。
二、了解不锈钢焊接接头产生晶间腐蚀的机理及晶间腐蚀区显微组织特征。
对实验原理与方法的要求:晶间腐蚀是沿晶粒边界发生的腐蚀现象,因碳化铬在晶界沉淀而使晶界层“贫铬”,铬的有效含量<12%,在腐蚀介质中沿晶间发生腐蚀。
该试验以18-8型奥氏体不锈钢中最常用的含稳定元素的1Cr18Ni9Ti和含稳定元素的0Cr19Ni9为例,来讨论晶间腐蚀问题。
奥氏体不锈钢的焊接接头,通常在焊缝区、过热区、敏化区,产生晶间腐蚀倾向。
焊缝中尽量减少C,或添加足够的Nb,或使焊缝中获得适量的δ相,可避免焊缝区晶间腐蚀。
敏化腐蚀区是HAZ加热峰值温度为600~1000℃的区域,敏化区腐蚀只发生在不含Ti或Nb 的普通18-8钢中,超低碳不锈钢也不会发生。
刀状腐蚀区:只出现在含Ti或Nb的18-8接头中,且一定发生在紧邻焊缝的过热区中,呈窄而深的沿晶破坏,类似刀削切口,简称“刀蚀“。
奥氏体不锈钢焊缝晶间腐蚀问题的防止研究
奥氏体不锈钢焊缝晶间腐蚀问题的防止研究奥氏体不锈钢是一种优质的不锈钢材料,广泛应用于许多领域,如食品加工、化学工业、医疗器械等。
然而,不锈钢焊接过程中,焊缝处容易出现晶间腐蚀问题,影响焊接质量和使用寿命。
因此,如何有效地控制奥氏体不锈钢焊缝的晶间腐蚀问题成为了广大工程技术人员关注的焦点。
1、奥氏体不锈钢焊接中的晶间腐蚀问题奥氏体不锈钢的腐蚀性能主要是由其组织和化学成分决定的。
在焊接过程中,高温和焊接热源会使合金的组织和物理化学性质发生变化,这种变化容易对不锈钢的耐蚀性产生负面影响。
奥氏体不锈钢中碳元素是在铬或镍的作用下形成碳化物的,焊接时高温状态下,部分的碳元素容易与铬、镍等元素结合,形成铬偏析现象。
这些元素的局部缺乏使焊接区域的抗蚀性下降,加速了晶间腐蚀的发生。
另外,焊接产生的热应力和残余应力也会使焊缝处变硬,容易导致晶间腐蚀的产生。
此外,污染物质和未去除的氧化物等也会对焊缝的质量产生负面影响。
2、奥氏体不锈钢焊缝晶间腐蚀问题的防止措施2.1 焊接材料的选择选择合适的焊接材料可以有效地减少奥氏体不锈钢焊缝的晶间腐蚀问题。
一般情况下,选用低碳化合物防止铬的偏析是最常用的方法。
同时,在选择填充材料时,应尽量选择合适的焊接材料,例如选用不同系列的不锈钢填充材料,以避免碳元素的偏析问题。
2.2 控制焊接温度和热源为了降低焊接时出现的晶间腐蚀问题,需要合理控制焊接温度和热源。
一般来说,降低焊接时的温度和焊接速度可以减少铬偏析的发生,从而有效地避免晶间腐蚀的产生。
如果必须进行高温焊接,可以采用预热和后热的方法,以减少焊接时的应力。
2.3 消除焊接中产生的应力焊接时要控制焊缝区域的变形和热应力。
一般来说,焊接时可以通过采取暖会降温的方法来控制热变形,改善奥氏体不锈钢的物理性质。
如果焊接区域出现变形,需要进行热处理或加工以减少或消除应力,从而降低晶间腐蚀的产生。
2.4 做好焊接前的清理工作在进行焊接工作之前,一定要将焊接区域彻底清洗干净,并清除所有的污染物质和氧化物。
奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀试验
三、晶间腐蚀试验方法 核电设计中常用的奥氏体不锈钢晶间腐蚀试验方法
标准号 试样尺寸 ASTM A262E GB/T4334 E RCC-M MC1300 5-13 厚 ,9-25 宽 , 最 小 80-100 长 , 20mm 厚 ,3-4mm 长 × 宽 × 厚 75mm长 厚 70×10×4mm 试样数量: 3 个, 1 个参 考试样,1个焊后热处理 态试样(若产品需要焊后 热处理态 ) , 1 个经敏化 处理后的试样; 675 650 700 1h 2h 加热至700±,加热时间 不 超 过 5min , 保 温 30min 后 , 缓 慢 随 炉 冷 却(60±/h)至后,空冷 将 硫 酸 铜 将 硫 酸 铜 质量百分比: 10% 结晶 (CuSO4· 5H2O) 溶 解 于 (CuSO4· 5H2O)(GB/T 665 分 硫酸铜, 10% 硫酸 ( 密度 700ml 蒸馏水中,再加 析纯 ) 溶解于 700ml 蒸馏水或 1.83),80%蒸馏水 入100ml硫酸(比重1.84), 去离子水中,再加入 100ml 用 蒸 馏 水 稀 释 至 纯硫酸(GB/T 625 优级),用 1000ml( 质量百分比: 蒸 馏 水 或 去 离 子 水 稀 释 至 约 6% 无 水 硫 酸 铜 , 1000ml 16%硫酸)
一、晶间腐蚀的机理 晶间腐蚀机理
1)晶间区偏析杂质或第二相选择性溶解理论 非敏化态晶间腐蚀机理主要是晶间区偏析杂质或第二相选 择性溶解理论。 该理论认为,偏析于晶界上的杂质元素(如P和Si)或沉淀析 出相(如σ相或亚显微的σ相)的选择性溶解是引起晶间腐蚀 的原因。 2)贫Cr理论 奥氏体不锈钢敏化态晶间腐蚀的机理主要是贫Cr理论。
二、晶间腐蚀的防止和消除 控制加热温度和时间
Super304H奥氏体不锈钢的晶间腐蚀性能
a n d s e n s i t i l i z e d S u p e r 3 0 4 H a u s t e n i t e s t a i n l e s s s t e e 1 i n 0 . 5 mo l / L H2 S O4 +0 . 0 1 mo l / L
c o r r o s i o n o f s e n s i t i l i z e d S u p e r 3 0 4 H i s h i g h e r t h a n t h a t o f s o l i d - s o l u t i o n s t e e 1 . Th e c h a r a c —
( 1 . 广 东 电 网公 司 电力 科 学 研 究 院 , 广 东 广 州 5 1 0 6 0 0 ; 2 . 长沙理工大学 能源与动力工程学院 , 湖南 长沙 4 1 0 0 0 4 )
摘
要: 采 用 电 化学 动 电 位再 活 化 法 ( E P R) 和 电化 学 阻抗 谱 ( E I S ) 研 究 了 固溶 态 和 敏 化 态 S u p e r 3 0 4 H 奥 氏
关键词 : S u p e r 3 0 4 H;晶 间 腐 蚀 ;电化 学 动 电位 再 活 化 法 ;电 化 学 阻 抗 谱 中 图分 类 号 : T G1 7 2 . nu l a r c o r r o s i o n o f S u pe r 3 0 4 H a u s t e n i t e s t a i n l e s s s t e e l
a n c e s p e c t r a ( EI S )a r e e mp l o y e d t o i n v e s t i g a t e t h e i n t e r g r a n u l a r c o r r o s i o n o f s o l i d — s o l u t i o n
热处理对奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀的影响
【】张 受 禄 , 诗 哲 . 型 不 锈 钢 晶 问 腐蚀 敏 化 温 度 的研 究 II 4 宋 典 J.
中 国 腐 蚀 与 防 护 学 报 , 0 ,61:-. 2 62 () 4 0 1
3 结束语
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匐 似
热处理 对奥 氏体 不锈 钢焊接接头 晶问腐蚀 的影 响
T he r at ons p b w een t e t uct e an cor os’ esi ance of st nl el i hi et h s r ur d r i on r st ai ess s eel t
材 料 的 耐 腐 蚀 性 就 越 差 。 表 9 据 也 出现 异 常 现 数
( )B - 经 热 处 理 a 0未
[3 1 第3 卷 1 o 4
第4 期
、 l
象 ,如 B 的 晶粒 度 为 l 级 ,而B 的晶粒 度 为 5 , 1 5 级
. 出 8
【】许 天 已 . 铁 热 处 理 实 用 技 术 【 . 京 : 学 工 业 出 版 社 , 2 钢 MJ 北 化
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123 电化学腐蚀实验 ..
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利 用HDV一C晶体 管 恒 电位仪 ,在恒 电流条 件 7 下 ,形成 三 电 极 电解 池 ,在 腐 蚀介 质 为5 a I %N C 溶
液 ( g C + 5 H2 中测 定金 属 的 阳、 阴极 极 5 Na l9 ml o)
图 1 母 材 的
7 .2 mA。如 果 不计 母 材 和 热影 响 区 的 影 响 , 由 63 9
奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀
奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀引言:奥氏体不锈钢是一种常用的材料,具有良好的耐腐蚀性能。
然而,在焊接过程中,奥氏体不锈钢的焊接接头容易出现晶间腐蚀问题,给使用带来了一定的风险。
本文将从晶间腐蚀的机制、影响因素以及预防措施等方面进行探讨。
一、晶间腐蚀的机制晶间腐蚀是指在奥氏体不锈钢焊接接头的晶界处发生的腐蚀现象。
其机制主要与以下两个因素有关:晶界偏析和敏化现象。
1. 晶界偏析奥氏体不锈钢的焊接接头处于高温状态下,元素在晶界处的偏析现象比较明显。
其中,铬元素的偏析是晶界腐蚀的主要原因之一。
晶界处富集了铬元素,使得晶界失去了原有的抗腐蚀能力,从而容易发生腐蚀。
2. 敏化现象奥氏体不锈钢在焊接过程中,由于高温作用,会导致晶界处的铬元素结合碳形成了铬碳化物。
这种反应被称为敏化现象。
铬碳化物的形成使得晶界失去了抗腐蚀的能力,容易受到腐蚀介质的侵蚀。
二、影响因素奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀受到多种因素的影响,主要包括以下几点:1. 焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响着晶间腐蚀的程度。
过高的焊接温度、过长的焊接时间以及过大的焊接电流都会加剧晶界偏析和敏化现象,增加晶间腐蚀的风险。
2. 焊接材料焊接材料的选择对晶间腐蚀也有很大的影响。
不同牌号的奥氏体不锈钢含有不同的化学成分,其晶间腐蚀的倾向也不同。
因此,在选择焊接材料时应根据具体的使用环境和要求进行合理的选择。
3. 焊接环境焊接环境中的腐蚀介质对晶间腐蚀的影响非常重要。
例如,酸性介质和氯化物等腐蚀性较强的介质会加速晶间腐蚀的发生。
因此,在特殊环境中进行焊接时,应特别注意晶间腐蚀的问题。
三、预防措施为了有效预防奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀问题,可以采取以下几种措施:1. 合理选择焊接材料在选择焊接材料时,应根据具体使用环境和要求选择耐腐蚀性能较好的奥氏体不锈钢。
避免使用容易发生晶间腐蚀的材料。
2. 控制焊接工艺参数合理选择焊接工艺参数,控制焊接温度、焊接时间和焊接电流等参数。
316L不锈钢焊缝抗晶间腐蚀性能评价
316L不锈钢焊缝抗晶间腐蚀性能评价1 基本概况受太阳宝公司委托,对两种316L不锈钢焊接接头的抗晶间腐蚀性能进行评价。
316L不锈钢作为一种奥氏体不锈钢,是镍基合金和钛的代用材料,广泛应用于石油、化工、化肥、纺织、造纸、医药、原子能、宇宙航行以及海洋开发等领域。
然而,不锈钢如果热处理不当或焊接过程不当,导致材料敏化,就会发生晶间腐蚀。
其在化工及核工业生产中由晶间腐蚀造成的设备损坏占相当大的比重。
统计数据表明,晶间腐蚀约占腐蚀损失的10.2%,加上由晶间腐蚀转变为沿晶应力腐蚀开裂的事例数就更多了。
因此,晶间腐蚀是不锈钢最危险的破坏形式之一。
2 试验评价方法和步骤按照GB/T4334.5-2000《不锈钢硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法》,对原材料和焊接材料进行试验。
2.1 试样取样图1 取样位置示意图根据国标GB4334.5-2000要求,试样尺寸取长度80mm,宽20mm,厚度为4mm。
由于本文为单焊缝取样,故取样位置见图1。
图2为按国标要求所取下的试样。
焊缝区所取试样图2 所取的试样2.2 试验溶液将100g符合GB/T665的分析纯硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶解于700mL蒸馏水中,再加入100mL符合GB/T625的优级纯硫酸,用蒸馏水稀释至1000mL,配成硫酸—硫酸铜溶液。
2.3 试验仪器和设备油浴锅,带回流冷凝器的磨口烧瓶,微量天平,量筒等。
2.4 试验条件和步骤试验前将试样去油并干燥,在烧瓶底部铺一层符合GB/T466的铜屑,然后放置试样,并保证试样之间互不接触。
往烧瓶中加配置好的试验溶液,溶液应高出试样30mm。
再将烧瓶放在加热装置上,通以冷却水,加热试验溶液,使之保持微沸状态,连续16小时。
试验装置如图3所示。
图3 试验装置整体图2.5 断口扫描电镜及金相分析图4 6#样微观形貌图5 8#样微观形貌在316L不锈钢晶间腐蚀试验中,用弯曲方法来评定晶间腐蚀的倾向性,是用适量的变形,加速晶间腐蚀裂纹的暴露,但前提是试样的变形率不应超过试样允许的塑性变形量。
不锈钢焊接接头晶间腐蚀性能浅究
不锈钢焊接接头晶间腐蚀性能浅究不锈钢材料是当前我们生产、生活中经常见到的一种材料,它具有很多优点,但这种不锈钢材料用于冷加工成形与进行焊接作业时,时常会对其实际抗腐蚀性能造成影响,若其抗腐蚀性能不强,很容易被腐蚀,影响到构建的稳定性,因此在成形与焊接不锈钢产品后,在焊后不进行热处理的情况下,要求母材与焊接头的抗腐蚀性能必须足够强,特别是抗晶间腐蚀性能。
为此必须掌握不锈钢焊接接头晶间腐蚀的检验方法,了解造成焊接接头晶间腐蚀的原因,并采取相关策略努力提高不锈钢焊件抗晶间腐蚀能力。
1 不锈钢焊接接头晶间腐蚀检验在氧化与弱氧化环境中晶间腐蚀经常会出现在奥氏体不锈钢中,一旦不锈钢件出现这种腐蚀,腐蚀会从不锈钢表面沿晶界深入内部,对不锈钢材料的实际机械强度会造成严重影响,出现晶间腐蚀的材料,稍受外力断裂现象就有可能沿晶界线发生,只观看材料表面很难判断出晶间腐蚀,晶间腐蚀有高危性的特点。
这就要求在用不锈钢材料制作设备时,母料与焊接接头的实际抗晶间腐蚀性能必须足够强。
为使焊接构件足够牢固,必须检查焊接接头的晶间腐蚀性。
在测定不锈钢对晶间腐蚀的敏感情况时,一般采用的是加速法。
这种方法主要是采用适当腐蚀剂,在一定条件下,加速选择性腐蚀晶间,找一个万能材料试验机,把试样放置于上面,弯曲材料然后再评定,我们用与介质接触的面作为检验面,借助高倍放大镜对弯曲试样处的表面进行观察,看有无晶间腐蚀引发的裂纹。
2 判别晶间腐蚀裂纹位于试样弯曲部位棱角处的裂纹以及无裂纹的滑移线、皱纹等以上情况不一定都是由于晶间腐蚀引发的裂纹,发生晶间腐蚀的试验,在实施冷弯曲操作时,其表面鳞状裂纹随处可见,对试样进行敲击金属声响不会出现,在很难评定的情况下,可借助金相法进行判断,在实施断面金相检查时,若发现局部腐蚀发生于晶界或其毗邻区域,晶粒脱落,沿晶界腐蚀推进,并且推进有一定均匀性。
这种沿晶界形成的腐蚀通常为晶间腐蚀。
3 焊接接头抗晶间腐蚀能力控制奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀通常是由于晶界碳化铬发生沉淀析出造成的,不锈钢晶界区缺乏铬是晶间腐蚀的主要原因,因此可从控制不锈钢焊接处碳化铬的沉淀来防止发生晶间腐蚀,具体可从沉淀碳化铬的分量情况、部位以及形成沉淀物的动力方面进行考虑。
4.不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验091123
不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验一、实验目的1.掌握C法(晶间腐蚀倾向实验方法)和评定标准。
2.加深对晶间腐蚀机理的理解。
二、实验概述晶间腐蚀(IGA)是不锈钢主要局部腐蚀形式之一,评定晶间腐蚀倾向实验方法按国家标准(GB1223-75)进行。
此标准适用于奥氏体型和奥氏体-铁素体型的不锈钢评定晶间腐蚀倾向实验方法有C法、T法、L法、F 法和X法五种。
在上述方法中,C法(草酸电解浸蚀法)作为其他方法的筛选法,其余的方法为仲裁方法。
应当指出的是,上述各种评定方法,从性质上讲是在特定的介质条件下进行的加速腐蚀实验,用以相对地了解钢的抗晶间腐蚀性能,而不是直接判断各种不锈钢在实际环境中的情况。
本实验用C法评定不锈钢的晶间腐蚀倾向。
三、实验设备、仪器及材料用品直流电源、电流表、电阻器、烧杯、草酸溶液、金相显微镜、经热处理的不锈钢试样四、实验方法1.不锈钢试样热处理状态。
表5.1不锈钢试样热处理状态2.各种热处理工艺规范如下:固溶处理1050-1150℃/30min水冷敏化处理650℃/2-4h空冷稳定化处理850-950℃/2-4h空冷3.热处理后制作成金相试样(不腐蚀)。
四、实验装置1.实验溶液:10%草酸溶液。
2.操作条件:阳极电流密度1安/厘米2,电解1分钟,实验温度20-50℃。
3. 实验装置(见图4.1)五、操作步骤1.配制10%草酸溶液:把100克草酸溶于900毫升蒸馏水中。
用酒精或丙酮洗干净被检验试样表面,干燥后试样底面作为阳极,用另一块不锈钢作为阴极,如图5.1接好线路。
2.调整好电流密度,电解1分钟,取出试样用水冲洗后再用酒精清洗后吹干。
3.在400-500X金相显微镜下观察,评定晶间腐蚀倾向(评定方法及标准见附录)。
附录评定方法及标准将实验后的试样在400-500X金相显微镜下观察评定腐蚀级别。
如果在浸蚀部分观察到一个或两个以上的晶粒被腐蚀沟包围,即不能通过本实验,如果浸蚀部分只产生阶梯状组织或短小的腐蚀沟(不形成腐蚀沟对晶粒的包围),则认为通过本实验。
316L不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀试验
316L不锈钢焊接接头耐晶间腐蚀试验舒欣欣;徐连勇;韩永典;马丽;张剑利【摘要】根据316L不锈钢的焊接特点,开发了一种钨极氩弧焊背部免充气保护焊接工艺.对焊接接头进行了金相组织、草酸刻蚀试验和晶间腐蚀试验.试验结果表明:316L母材显微组织为纯奥氏体;316L热影响区靠母材一侧的显微组织为粗大的奥氏体晶粒,靠焊缝一侧为奥氏体基体上分布着铁素体;316L根部焊缝的显微组织为奥氏体基体上分布着铁素体.刻蚀试验结果表明:焊缝和热影响区处的刻蚀形貌均是沟槽连成一片.虽然没有通过草酸刻蚀试验,但是所有试样均通过了Cu-CuSO4-硫酸晶间腐蚀试验.因此,钨极氩孤焊背部免充气保护焊接工艺是成功的.%Aecording to the welding characteristics of 316L stainless steel,a TIG welding technology of non-filling argon in the back has been developed.The microstrueture, etching tests and intergranular corrosion tests were conducted on the 316 L welded joints.The results revealed that the microstructure of base metal was austenite.The microstrueture of HAZ was coarse austenite near base metal side and ferrite distributed in the austenite matrix near the weld metal side.The microstructure in the weld metal was ferrite distributed in the austenite matrix.The morphologies in HAZ and weld joint after etching test were deep interconnected ditches.Although the etching tests were not successful,all samples passed the intergranular corrosion tests.Hence, the TIG welding technology of non-filling argon in the back was successful.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2013(043)001【总页数】4页(P61-64)【关键词】316L不锈钢;背部免充氩;晶间腐蚀;刻蚀【作者】舒欣欣;徐连勇;韩永典;马丽;张剑利【作者单位】海洋石油工程股份有限公司建造公司焊接试验室,天津300452;天津大学材料科学与工程学院,天津300072;天津大学材料科学与工程学院,天津300072;海洋石油工程股份有限公司建造公司焊接试验室,天津300452;海洋石油工程股份有限公司建造公司焊接试验室,天津300452【正文语种】中文【中图分类】TG457.110 前言自20世纪初不锈钢发明以来,以其独特的耐腐蚀性能,在现代工业和科技进步中发挥着举足轻重的作用。
奥氏体不锈钢的晶间腐蚀
奥氏体不锈钢的晶间腐蚀一.什么是晶间腐蚀Cr-Ni奥氏体为不锈钢的晶间腐蚀是在特定的腐蚀介质中材料的晶粒边界受到腐蚀使晶粒之间失去结合力,使这部位的强度,塑性丧失。
冷弯时出现裂纹,或脆断或晶粒脱落且落地无声的一种局部腐蚀现象。
使不锈钢产生晶间腐蚀使不锈钢产生晶间腐蚀的介质有:HNo3,H3PO4,H2So4,HF,HNo3+HF,HNo3+HAC,HNo3+No3盐,H2SO4+FeSo4等,为保证钢的质量,不锈钢钢材出厂前需要进行晶间腐蚀倾向检验。
二.铬—镍奥氏体不锈钢敏化态晶间腐蚀的原因:晶间腐蚀与晶界碳化物沉淀(析出)有关,将铬—镍不锈钢加热到高温(1000︿1150℃;随钢种而异)保温后快冷(水冷),此时铬-镍不锈钢中含碳量在0.02—0.03以上时.碳在钢中即处于过饱和状态,随后在不锈钢的加工及设备制造和使用过程中,若再经过450︿850℃的敏化温度加热(如焊接后使用,则钢中过饱和的碳以Cr23C6(M23C6)的形式优先晶介析出,使钢产生晶间腐蚀趋向。
碳化物在晶介析出,其中含70-75%铬,由于碳从晶内向晶介扩散速度较铬快,晶介碳化物形成时耗用的铬基本不是取晶内,而是吸取晶介附近上铬,从而使晶介的铬量降至钝化的极限量12%以下,而晶粒内仍保持18%左右,即具有足够钝化能力,这样,晶粒与晶界构成微电池,晶界为阴极,受到加速腐蚀,逐渐产生晶间腐蚀现象,低温敏化时,晶介析出和晶间腐蚀趋向一致,所以敏化温度达到650℃作为敏化温度,来检验晶间腐蚀倾向的原因,一般﹥730℃敏化碳化物呈孤立颗粒状析出,贫铬区不连续,晶间腐蚀趋向小,低于650℃敏化,碳化物连续呈片状析出,贫铬区连续晶间腐蚀趋向大,三产生晶间腐蚀倾向的影响因素及控制方法1.碳形成碳化物在晶介析出,一般C%控制0.025%,先进的AOD,Vod 精炼炉可提供大工业化规模生产C≤0.03超低碳不锈钢的能力,以避免晶间腐蚀产生2.铬,镍主要是对碳的活性的影响,钢中与碳结合力强的元素如铬钼降低碳的活性,而碳的活性与碳在奥氏体中溶解度成正比,因此铬钼必然降低碳的溶解度,所以敏化加热时碳化物的析出亦减少另外镍硅等元素不形成碳化物是提高碳的活度的元素,故增加晶间腐蚀的倾向性,可见,铬提高耐晶间腐蚀性能,镍改善热穿孔的毛管表面质量,但需要控制铬镍比即铬/镍<1.72,使管坯铁素体量<1.5级.提高镍降低铬,即降低铬镍比,就降低了耐晶间腐蚀的倾向,3钛为防止晶间腐蚀产生的办法,除降低碳含量之外,也可向钢中加入钛,因为钛和碳的亲和力比铬和碳的亲和力强,避免晶间析出铬的碳化物,造成晶介贫铬,使钢具有高的耐晶间腐蚀性能,即向钢中加入钛和铌,优先形成碳化钛和碳化铌,一般标准中控制钛含量为Ti=5(C-0.02) ︿0.8,钢中含钛量的增加往往造成成品和半成品的质量下降,唯一办法是降低钢的中碳和氮(最好控制在0.05︿0.06%)含量.四热处理工艺的影响为防止铬镍奥氏体不锈钢产生敏化态晶间腐蚀除成功控制根本条件外,必须正确有热处理工艺保证,为使钢中钛与碳充分形成TiC,热处理温度和时间起决定作用TiC在800℃时开始形成在900℃时形成数量最多,随后在温度升高TiC数量下降.所以采用稳定化处理即在保温2小时,空冷,使TiC在晶内充分析出,可以明显提高耐晶间腐蚀性能,为使缩短热处理时间,并使材料充分软化,尤其当碳钛含量较高时,为使力学性能达到标准要求,钢管多采用固溶修理工艺为1000℃︿1050℃,水冷,此时固溶的钛量较900℃时增加,为保证晶间腐蚀合格.必须相应提高Ti/C的值,含钛不锈钢标准中的上限温度≥1100℃应尽量避免采用尤其是钢中的Ti/C值偏低时.,晶间腐蚀不容易合格五.组织的影响5.1粗晶钢比细晶钢的晶间腐蚀倾向大,.因为在一定体积内粗晶钢的晶界可能较细晶少,在固溶敏化制度处理后(650℃2小时或670℃1小时.Cr23C6沉淀数量一定时粗晶的晶介碳化物密度比细晶大,使粗晶晶介贫铬的倾向增大,热处理温度过高,易形成粗晶,尤其采用电接触加热理时,凭目测往往会超温,造成晶粒粗大,晶间腐蚀不合格。