晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生的局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的邊界。由于晶粒有不同的取向,原子在結(jié)處的排列必須逐漸從一個(gè)取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)取向。因此,晶界實(shí)際上是一種“表面”不完整的結(jié)構(gòu)缺陷。由于晶格畸變的增加,晶界處原子的平均能量高于晶內(nèi)。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率比晶體的腐蝕速率快,這是因?yàn)榫Ы绲哪芰扛?,原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
而且,金屬及合金表面在腐蝕后仍保持一定的金屬光澤,沒有損傷的跡象,但晶粒間的結(jié)合力明顯減弱,力學(xué)性能惡化,經(jīng)不起敲擊,所以是一種非常危險(xiǎn)的腐蝕。它通常出現(xiàn)在黃銅、硬鋁合金以及一些不銹鋼和鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學(xué)工業(yè)中的一個(gè)重要問題。
非敏化晶間腐蝕主要發(fā)生在含Cr6 +的HNO3中。除65% HNO3外,最可能出現(xiàn)在濃HNO3中,特別是發(fā)煙硝酸中。另外,在我國(guó)采用二氧化碳汽提法生產(chǎn)尿素的條件下,在高溫高壓氨基甲酸銨溶液中,在液相與氣液相交點(diǎn)處,發(fā)現(xiàn)了尿素級(jí)和非尿素級(jí)00Cr17Ni14Mo2和00cr25ni22mo2n和Fe Ni基耐腐蝕合金00cr20ni35mo2cu3nb (carpenter 20cd-3)的非敏化晶間腐蝕。在氣相中。
將1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼加熱到1050 ~ 1150℃,固溶碳的固溶度為0.10 ~ 0.15%,然后淬火。經(jīng)固溶處理的1Cr18Ni9鋼是一種碳過飽和體,不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。在700 ~ 800℃的溫度范圍內(nèi),碳的固溶體不超過0.02%,過飽和碳將從奧氏體中完全或部分析出。這時(shí),碳會(huì)擴(kuò)散到晶界和結(jié)合鐵和鉻在晶界形成硬質(zhì)合金Cr23C6鉻含量高、消耗鉻在晶界面積,和鉻粒內(nèi)擴(kuò)散速度慢得多比在晶界,在晶界區(qū)消耗的鉻沒有時(shí)間補(bǔ)充,因此在晶界區(qū)形成鉻貧區(qū)。對(duì)于不銹鋼來(lái)說(shuō),由于晶界鈍化狀態(tài)的破壞,晶界上析出的碳化鉻周圍的貧鉻區(qū)成為陽(yáng)極區(qū),而碳化鉻和晶粒處于鈍化狀態(tài)成為陰極區(qū)。在腐蝕介質(zhì)中,晶界和晶粒形成活化的鈍化微胞。電池陰極大,陽(yáng)極面積比小,加速了晶界區(qū)域的腐蝕。