晶间腐蚀的概念和防护

晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀。腐蚀沿着金属或台金的晶粒边界或它的临近区域进行，而晶粒本身腐蚀很轻微，这种腐蚀现象称为晶间腐蚀。

晶间腐蚀使晶粒间的结合力大大消弱，降低材料的强度，严重时可使材料的机械强度完全丧失。这是一种危害性很大的局部腐蚀，阴极保护因为材料产生腐蚀后，外观上没有什么明显变化，但强度已完全丧失，常造成设备的突然损坏。不锈钢、镍基台金、铝台金、镁合金等都是晶间腐蚀的敏感材料。这些材料在高温条件下工作或焊接时都会引起晶间腐蚀。恒电位仪以晶间腐蚀为起源，在应力和介质的双重作用下，可使不锈钢、铝台金等诱发晶间应力腐蚀，所以，晶间腐蚀有时是应力腐蚀的先导。产生晶间腐蚀的原因是晶界物质的物理化学状态与晶界本身不同，测试桩因晶界能量高，刃型位错和空位聚集于晶界，溶质原子、杂质原子也容易在晶界偏析，产生晶界吸附，因而使晶界原子排列混乱且疏松。其次，晶界是新相形成的最佳场所，新相的形成往往造成某种或几种台金元素的贫化，使晶界区的耐蚀性下降。另外，有时新相本身就容易腐蚀，或新相在晶界的析出造成晶界的内应力较大。由于上述的物理化学特征，造成品粒和晶界在电化学上的不均匀性，如晶粒和晶界的平衡电位不同，极化性能（包括阳极和阴极的）不同，晶粒和晶界的这些差异，就使得晶粒和晶界具有不同的腐蚀速度。

根据晶间腐蚀的机理，可采用下列措施防止晶间腐蚀：

①重新固溶处理。例如把焊接件加热至10500c~ liOOeC，使沉积的(F'e,Cr)23C6重新溶解，然后淬火防止其再次沉积。焊接应快速进行，焊后应快冷，防止材料在敏化区停留。

②稳定化处理。炼钢时加入一些强碳化物形成元索，如钛和铌等。它们和碳的亲和力大，能与碳首先生成稳定的钛、铌碳化物，而且这些碳化物的固溶度又比(Fe，Cr)23C6小的多。在固溶温度下几乎不溶于奥氏体中，这样，经过敏化温度区时，(Fe，Cr)23C6不致于大量在晶界析出，在很大程度上消除了奥氏体不锈钢产生晶界腐蚀的倾向。铌和钛的加入量，应控制在碳含量的5倍一IO倍。为了使材料达到最大的稳定度，还需进行稳定化处理。所谓稳定化处理，就是将材料加热到～定温度，使其生成稳定的化台物，以避免不希望的新相析出。

③采用超低碳不锈钢。实践证明，如果奥氏体不锈钢中碳含量低于0.03%时，即使钢在700℃时长时间退火，对晶间腐蚀不会产生敏感性。碳含量在0.02%一0.05c70的钢称为超低碳不锈钢，但这种钢的冶炼成本较高。

④采用双相钢。奥氏体不锈钢易于加工，但易发生晶间腐蚀，铁素体钢具有良好的耐晶间腐蚀性，但加工性能差。若用奥氏体——铁素体双相钢，就可取长补短，解决晶间应力腐蚀。