奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀试验指导书

1、奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验指导书2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验报告课程名称：金属焊接性班级：焊接 学号:_姓名：韩月明组别：第 组 同组者： 尹英宝，马宝宇，于天洋，赵金哲，王志远 日期： .6.20一、实验目的：1、观察与分析奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织。2、了解奥氏体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。二、实验原理:1 焊缝金属；2图1奥氏体不锈晶间腐蚀是沿晶粒边界发生的腐蚀现象。现以18-8型奥氐体不锈钢中最常见的含稳定元素的1Cr18Ni9Ti钢为例，来讨论晶间腐蚀的问题。1Cr18Ni9Ti钢

2、含0.02%C和0.8%Ti。碳在室温奥氏体中的最大溶解度低于0.03%,多余的碳则经过固熔处理与钛结合形成稳定的碳化物TiC。由于钛对碳的 固定作用，避免了在晶界形成碳化铭，从而防止了晶间腐蚀的产生。故 1Cr18Ni9Ti钢具有抗晶间腐蚀能力，一般不会产生晶间腐蚀现象。然而在焊接接头中，情况有所不同。奥氏体不锈钢的焊接接头，一般可分为以下几个区域（见图1）（一）焊缝金属主要为柱状树枝晶2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正（二）过热区 加热超过1200c的近缝区，晶粒有明显的长大。（三）敏化区 加热峰值温度在600C1000c的区域，组织无明显变化。对 不含稳定化元素的18

3、-8钢，可能出现晶界碳化铭的析出。产生贫铭层，有 晶间腐蚀倾向。（四）母材金属 对于含稳定化元素的188钢，如1Cr18Ni9Ti钢，峰值温 度超过1200c的过热区发生 TiC分解量愈大（图2）,从而使稳定化作用大为 减弱，甚至完全消失。在随后的冷却过程中，由于碳原子的体积很小，扩散 能力比钛原子强，碳原子趋于向奥氏体晶界扩散迁移，而钛原子则来不及扩 散仍保留在奥氏体点阵节点上。因此，碳原子析集于晶界附近成为过饱和状 态。当上述过热区再次受到 600-800 C中温敏化加热或长期工作在上述温度 范围时，碳原子优先以很快的速度向晶界扩散。此时，铭原子的扩散速度虽 比碳原子慢，但比钛原子快，且浓

4、度也远比钛高，因而易于在晶界附近形成 铭的碳化物（FeCr）23c6。温度愈高，TiC分解后合金元素碳和铭的固溶量愈 多，碳化物析出量愈大（图2）。上述碳化物的铭、碳含量很高，但晶粒内部 铭的扩散速度比碳的扩散速度慢，因此在形成铭的碳化物时，富集在晶界的 碳，与晶粒表层的铭结合以后，晶粒中的铭不能及时均匀化，致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺铭，铭的浓度低于临界值12%Cr（S 3）。此时，奥氏体晶粒内和晶界碳化物（图3中的1、2部分）由于含铭量高而带正电位，而 贫铭层（图3中的3部分）由于含铭量低于12%而带负电位。如果将这种具备 电化学腐蚀条件的焊接接头放入腐蚀介质中，带负电位的贫铭层就

5、会成为被 消耗的阳极而遭受腐蚀。这样，由于“高温过热”和“中温敏化”这两个依次进行的热作用过2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正程，造成了含稳定化元素的18-8钢特殊的晶间腐蚀，这种腐蚀只发生在紧靠焊缝的过热区 3-5个晶粒范围，在工件表面上较宽，向接头内部逐渐变 窄，呈刀形，故又称“刀蚀”。由此可见，“高温过热”和“中温敏化”是产生刀蚀的必要条件。对于焊接 接头，“高温过热”这一条件是由焊接热则过程向对,因此只需圜进行可根据MCf1300四、实验方法及步骤/丁 工 2001100 1000处理，就化学徽定18-gr钢热影响区碳化物力布方法:图2 188钢热影响根据国家标准

6、GB1223-75试验晶间腐蚀倾向的方法图劭17敏他搁麴前助界处触豳撷第口）敏化加据相h 埴优加酒后* 1-奥氏体木加以一:马三更弟徐晶共有五种，对于18-8钢主要采用C法、T法和X法三 种试验方法。1、C法 草酸电解浸蚀试验，又称草酸阳极腐蚀 试验，试验装置如图 4所示图4中不锈钢容器接电源 的负极，若采用玻璃烧杯作容器，则负极端部接一厚 度为1mm左右的不锈钢薄板，并放置于杯底，腐蚀液采用10%的草酸水溶液。该实验简单，方便迅速，一般不超过两分钟，但不如其它试验方法严 格，常作为其它试验方法前的筛选试验方法（不适用于含铝钛的不锈钢耐酸 钢），也可作为独立的无损试验。2、T法铜屑、硫酸铜和硫

7、酸沸腾试验2020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正该实验方法是将规定的试样放在加有铜屑的硫酸铜和硫酸的水溶液中沸腾24小时，然后弯曲成 90度，用10倍放大镜观察，以不出现横向裂纹为 合格，或在金相显微镜下观察，如发现晶界有明显的腐蚀痕迹，即为晶间腐 蚀倾向。3、X法：硝酸沸腾试验该实验方法是将试片放在 65%沸腾硝酸中，每周期沸腾 48小时，试验 三个周期。每周期试验后取出试样，刷洗干净干燥，称重。然后按下式计算 腐蚀速度，以其中最大者为准。cWS 0182 - A?dT法和X法分别为国际通用的 B法和E法，试验条件严格，需要一定的 专门装置，试验周期较长，因此一般常见C法进行试验。当用C法试验评定认为有问题时，进一步作T发或X法试验，并以T法和X法试验结果为准。对于18-8钢焊接接头，由于母材一般已经过晶间腐蚀试验评定合格，故可采用C法与母材同时进行对比试验。步骤：1、试样制备(