1926年(nian)Hatfeild 曾采用硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶液試(shi)驗敏化不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。后(hou)(hou)來Strauss等人做了改進(jin),最(zui)(zui)后(hou)(hou)發(fa)(fa)展成為(wei)(wei)一(yi)種常用的(de)(de)(de)(de)檢(jian)驗奧氏體不(bu)銹鋼(gang)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)標準(zhun)試(shi)驗方法(fa)。不(bu)銹鋼(gang)在(zai)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅試(shi)驗中的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位(wei)在(zai)+0.3~+0.58V范圍內(nei)(nei)(相(xiang)對于標準(zhun)氫電(dian)極)。在(zai)這一(yi)電(dian)位(wei)范圍內(nei)(nei),晶(jing)(jing)粒(li)(18%Cr-10%Ni)表面的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度(du)(du)最(zui)(zui)小,為(wei)(wei)0.1μA/c㎡,而貧(pin)鉻(ge)(ge)(ge)區(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度(du)(du)很大(da),為(wei)(wei)10μA/c㎡或更大(da)一(yi)些(xie)。如果敏化嚴重(zhong),例如鉻(ge)(ge)(ge)量(liang)為(wei)(wei)7.5%(重(zhong)量(liang))時,貧(pin)鉻(ge)(ge)(ge)區將(jiang)被腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度(du)(du)大(da)于105μA/c㎡.這樣大(da)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度(du)(du)差,將(jiang)會引(yin)起(qi)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。但(dan)是(shi)在(zai)這種腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)中,除了表面上少數(shu)幾個晶(jing)(jing)粒(li)脫(tuo)落外,一(yi)般不(bu)會產生(sheng)晶(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)落,腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)只局限在(zai)1μm級(ji)厚度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)(ge)(ge)區進(jin)行。因此不(bu)像(xiang)65%硝酸(suan)試(shi)驗和硫酸(suan)-硫酸(suan)鐵(tie)試(shi)驗那樣會引(yin)起(qi)明顯的(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)損失。但(dan)大(da)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)因晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)變得像(xiang)沒有(you)粘(zhan)接的(de)(de)(de)(de)磚砌結構(gou)一(yi)樣。因此,不(bu)能用重(zhong)量(liang)法(fa)來判斷晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)。然而,電(dian)阻,機(ji)械性(xing)能卻發(fa)(fa)生(sheng)了明顯的(de)(de)(de)(de)改變,故彎曲(qu)裂紋、電(dian)阻和抗拉強(qiang)度(du)(du)變化乃是(shi)這一(yi)試(shi)驗方法(fa)的(de)(de)(de)(de)較好(hao)評判依(yi)據。


  在(zai)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶(rong)液中腐蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)是處(chu)在(zai)+0.3~+0.58V范(fan)圍(wei)的上限部分(如(ru)+0.58V處(chu))。但是,把金屬銅屑或銅丸放入(ru)溶(rong)液中并與試樣(yang)接(jie)觸時,試樣(yang)的電(dian)(dian)位(wei)(wei)變得和(he)(he)銅的電(dian)(dian)位(wei)(wei)相同(tong),為+0.3V(對標準氫電(dian)(dian)極)。也就是根(gen)據Cu2+、Cu+和(he)(he)Cu的共存電(dian)(dian)位(wei)(wei),并在(zai)此(ci)電(dian)(dian)位(wei)(wei)下保持恒定。在(zai)這(zhe)一(yi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)下,它可能在(zai)活化區內腐蝕。晶間(jian)腐蝕的穿透(tou)速度很大,可以(yi)把試驗時間(jian)縮短到24小時,甚至有些鋼種(zhong)還經不(bu)起(qi)這(zhe)樣(yang)長的浸(jin)蝕,試驗時間(jian)還可以(yi)縮短到15小時。


一、應用(yong)范圍(wei)和優(you)缺點


 這一方法可用于評定交貨狀態的熱處理、添加穩定元素(如鈦或鈮)以及降低碳含量在防止晶間腐蝕方面的作用,適用于不銹鋼的鍛材和焊接件。具體可以用這一方法檢驗304不銹鋼304L不銹鋼316不銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼321不銹鋼347不銹鋼中碳化鉻引起的晶間腐蝕敏感性,不能檢驗與σ相有關的晶間腐蝕敏感性。


 這一方法的優點。在硫酸-硫酸銅溶液中添加銅屑,電位降低較快,較穩定,溶液量和銅屑量對試驗結果影響不大,腐蝕條件比較穩定,操作容易控制。因此,H2SO4-CuSO4-銅屑法被各國采用,如今已成為一種國際標準方法。前蘇聯還發展了硫酸-硫酸銅-鋅粉法110g CuSO4·5H2O+55mL(密度1.84) H2SO4+5g鋅粉+1L蒸餾水,煮沸144小時。


二、試樣尺寸及制(zhi)備


 焊接(jie)試樣(yang)應從與產品鋼材相同而且焊接(jie)工藝也相同的試板(ban)上選取。


 試(shi)樣(yang)(yang)(yang)尺寸選取(qu)方(fang)法(fa)見表 2-4 ,焊接試(shi)樣(yang)(yang)(yang)、焊條(tiao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)及堆(dui)焊焊條(tiao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的選取(qu)方(fang)法(fa)分(fen)別見圖(tu)2-8、圖(tu)2-9、圖(tu)2-10、圖(tu)2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣用鋸切(qie)(qie)取,如用剪切(qie)(qie)時,應通(tong)過切(qie)(qie)削或研磨(mo)方法除去剪切(qie)(qie)的影響部分(fen)。


 試(shi)樣上有氧化(hua)皮(pi)時(shi),要通(tong)過(guo)切削或研(yan)磨(mo)除掉。需要敏(min)化(hua)處理(li)的試(shi)樣,應在敏(min)化(hua)處理(li)后行研(yan)磨(mo)。


  試樣切取及表面(mian)研(yan)磨時,應防止過(guo)熱,被試驗(yan)的試樣表面(mian)粗糙度Ra 必(bi)須(xu)小于0.8μm。不能進行研(yan)磨的試樣,根據雙方協議也可以采用其他方法處理。


 焊(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)直接(jie)(jie)以焊(han)后(hou)狀態進行試(shi)驗。對(dui)焊(han)后(hou)還要經(jing)過350℃以上熱加工的焊(han)接(jie)(jie)件,試(shi)樣(yang)焊(han)后(hou)還應進行敏化處理,敏化處理制度在協(xie)議中另行規(gui)定(ding)。


三、試驗條件和(he)步驟


  1. 試驗溶液:將100g硫酸銅(GB 665,分(fen)析純)溶解(jie)于700mL蒸(zheng)餾水或去(qu)(qu)離(li)子水中再加入100mL硫酸(GB 625,優(you)級純),用(yong)蒸(zheng)餾水或去(qu)(qu)離(li)子水稀釋至1000mL,配制成硫硫酸銅溶液。


  2. 試(shi)驗前將試(shi)樣用適當的溶劑或洗滌(di)劑(非氯化物)去油(you)并(bing)干(gan)燥。


  3. 在(zai)燒(shao)瓶(ping)底部(bu)鋪一(yi)層(ceng)銅屑(xie)(xie)(GB-466 純(chun)度不(bu)小于99.5%),然后放置試(shi)(shi)樣。保證每個(ge)試(shi)(shi)與銅屑(xie)(xie)接觸的(de)(de)情況(kuang)下,同(tong)一(yi)燒(shao)瓶(ping)中允許(xu)放幾層(ceng)同(tong)一(yi)鋼種(zhong)的(de)(de)試(shi)(shi)樣,但是(shi),試(shi)(shi)樣之間(jian)要互(hu)不(bu)接觸。


  4. 試(shi)(shi)驗(yan)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)應高出(chu)最上層試(shi)(shi)樣20mm以上,每次試(shi)(shi)驗(yan)都(dou)應使(shi)用新(xin)的試(shi)(shi)驗(yan)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)。注:仲裁試(shi)(shi)驗(yan)時,試(shi)(shi)驗(yan)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)量按試(shi)(shi)樣表面(mian)積計算,其量在8mL/c㎡以上。


  5. 將燒瓶放(fang)在(zai)加(jia)熱裝置上,通以冷卻水,加(jia)熱試(shi)驗溶液,使之保持微沸(fei)狀態。試(shi)樣連(lian)續(xu)16小(xiao)時。


  6. 試驗(yan)后(hou)取(qu)出試樣,洗凈(jing),干燥,彎曲。


四、試驗結果評定


  1. 壓力加工件和焊接(jie)件試樣(yang)彎(wan)曲角度(du)(du)為(wei)(wei)180°,焊接(jie)接(jie)頭沿熔合(he)線(xian)進(jin)行彎(wan)曲。鑄鋼(gang)件彎(wan)曲角度(du)(du)為(wei)(wei)90°。


  2. 試(shi)(shi)樣(yang)(yang)彎曲(qu)用的(de)壓頭(tou)(tou)直徑(jing),當試(shi)(shi)樣(yang)(yang)厚(hou)度不大于1mm時(shi)(shi),壓頭(tou)(tou)直徑(jing)為1mm;當試(shi)(shi)樣(yang)(yang)厚(hou)度大于1mm時(shi)(shi),壓頭(tou)(tou)直徑(jing)為5mm。


  3. 彎(wan)曲(qu)后的(de)試(shi)樣在(zai)10倍放(fang)大鏡(jing)下觀察彎(wan)曲(qu)試(shi)樣外(wai)表面,有無因晶間腐蝕(shi)而(er)產生的(de)裂(lie)紋(wen),從(cong)試(shi)樣的(de)彎(wan)曲(qu)部(bu)位(wei)棱角產生的(de)裂(lie)紋(wen),以及不(bu)伴有裂(lie)紋(wen)的(de)滑移線,縐紋(wen)和表面粗糙(cao)等都不(bu)能認為是晶間腐蝕(shi)而(er)產生的(de)裂(lie)紋(wen)。


  4. 試樣不能進行彎曲評定(ding)或彎曲的裂紋難以判定(ding)時,則采用金相法觀(guan)察。金相磨片經浸(jin)蝕(shi)后,在顯微鏡下(xia)觀(guan)察(150~500倍),晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)深度值不得超(chao)過5μm。


五、試驗報告


  1. 記錄試樣種類,熱處理制度(du)等(deng);


  2. 記(ji)錄試樣彎曲角度及10倍放大鏡觀察后,晶(jing)間(jian)腐蝕傾向結(jie)果;


  3. 如果(guo)用金相(xiang)法判定時,應(ying)記錄晶間腐蝕深(shen)度值。