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高溫下18-8不鏽鋼管易脫鉻産生晶間腐蝕 添加時間:2021-09-27

高溫下18-8不鏽鋼管易脫鉻産生晶間腐蝕   18-8不锈钢管由于晶间腐蚀发生过许多事故  。事故都发生在这种合金理应具有优良耐蚀性的环境  。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  。

基本一致接受的晶間腐蝕理論是基于晶界貧鉻  。普通鋼中加入鉻可以在許多環境中耐腐蝕  。制造不鏽鋼管一般需要10%以上的鉻  。如果鉻量顯著降低,就接近普通鋼,其耐蝕性相當低  。

碳含量約爲0.02%或更高時,Cr23C6(和碳)在上述溫度範圍內實際不溶解,從固溶體中沈澱  。這樣鉻從固溶體中分離出來,結果降低了接近晶界的金屬鉻含量  。晶界碳化鉻不腐蝕  。鄰近晶界的貧鉻區,由于對多個腐蝕環境的耐腐蝕性差,被腐蝕  。普通的18-8不鏽鋼管(304型)一般含有0.06~0.08%的碳,因此有足夠的碳和鉻生成碳化物沈澱  。這種情況顯示在圖3-24中  。在敏化溫度,碳很容易擴散到晶界,而鉻的流動性差得多  。晶界原表面可獲得新表面,即碳化鉻新表面  。

有證據表明,晶界的鉻含量可能降低到很低的水平或零  。假設鉻含量下降到2%  。耐腐蝕性下降,兩種不同的金屬成分相互接觸,還存在很大的不利面積比  。貧鉻區保護了晶粒  。畢竟貧鉻區迅速腐蝕,晶粒上的腐蝕極小  。

將不鏽鋼管切成薄片,制成晶界面時,如圖3-25所示  。用低倍放大鏡(例如10倍)觀察,腐蝕區似乎是深而窄的溝  。

多年來,碳化鉻沈澱物被描述爲粒子,因爲太小,所以用光學顯微鏡看不清楚  。杜邦公司的Mahla和Nielsen用電子顯微鏡證明碳化物在晶粒周圍形成葉狀結構的膜和包皮  。圖3-26選自他們的資料中,其所顯示的是當不鏽鋼管的金屬成分溶解在強酸後的沈澱物  。這就加強了圖3-25表明的觀點,即碳化物本身不腐蝕一一鄰近的貧鉻的金屬則溶解  。事實上,不管熱處理情況怎樣,這種酸都會迅速地腐蝕所有的18-8不鏽鋼管  。