1926年Hatfeild 曾采用硫酸-硫酸銅(tong)(tong)溶液試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)敏化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)。后來(lai)Strauss等人做了改進,最后發展成(cheng)為(wei)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)常用的(de)(de)檢驗(yan)(yan)(yan)(yan)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)標準試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方法(fa)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)硫酸-硫酸銅(tong)(tong)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)中的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)在(zai)(zai)+0.3~+0.58V范圍內(nei)(相(xiang)對于(yu)標準氫電(dian)(dian)極(ji))。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)(yi)(yi)電(dian)(dian)位(wei)范圍內(nei),晶(jing)(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表(biao)面的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)(du)最小,為(wei)0.1μA/c㎡,而貧(pin)鉻區(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)(du)很大,為(wei)10μA/c㎡或更大一(yi)(yi)(yi)些。如果敏化嚴重(zhong),例如鉻量為(wei)7.5%(重(zhong)量)時,貧(pin)鉻區將被腐(fu)蝕(shi),腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)(du)大于(yu)105μA/c㎡.這(zhe)樣(yang)大的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)(du)差,將會(hui)引起(qi)嚴重(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)。但(dan)是在(zai)(zai)這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)介質中,除了表(biao)面上少數(shu)幾個晶(jing)(jing)粒脫(tuo)落外,一(yi)(yi)(yi)般不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)晶(jing)(jing)粒的(de)(de)脫(tuo)落,腐(fu)蝕(shi)只局(ju)限在(zai)(zai)1μm級(ji)厚度(du)(du)的(de)(de)貧(pin)鉻區進行。因(yin)(yin)此不(bu)像65%硝(xiao)酸試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)和硫酸-硫酸鐵試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)那樣(yang)會(hui)引起(qi)明顯的(de)(de)重(zhong)量損失。但(dan)大部分(fen)的(de)(de)晶(jing)(jing)粒因(yin)(yin)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)變得像沒有粘接的(de)(de)磚砌(qi)結構一(yi)(yi)(yi)樣(yang)。因(yin)(yin)此,不(bu)能(neng)用重(zhong)量法(fa)來(lai)判(pan)斷晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏感(gan)性(xing)。然而,電(dian)(dian)阻,機械性(xing)能(neng)卻發生(sheng)了明顯的(de)(de)改變,故彎曲裂紋、電(dian)(dian)阻和抗拉(la)強度(du)(du)變化乃是這(zhe)一(yi)(yi)(yi)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)方法(fa)的(de)(de)較好評判(pan)依(yi)據。


  在(zai)硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅溶(rong)液中腐(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)是(shi)處在(zai)+0.3~+0.58V范(fan)圍(wei)的上限部分(如(ru)+0.58V處)。但(dan)是(shi),把金(jin)屬銅屑或銅丸放入(ru)溶(rong)液中并與試(shi)樣接觸(chu)時(shi)(shi),試(shi)樣的電(dian)位(wei)變得和銅的電(dian)位(wei)相同,為+0.3V(對(dui)標準(zhun)氫電(dian)極(ji))。也就是(shi)根據Cu2+、Cu+和Cu的共存電(dian)位(wei),并在(zai)此電(dian)位(wei)下保持恒定。在(zai)這一電(dian)位(wei)下,它可(ke)(ke)能在(zai)活化(hua)區(qu)內腐(fu)蝕(shi)。晶間腐(fu)蝕(shi)的穿透速度很大(da),可(ke)(ke)以把試(shi)驗(yan)時(shi)(shi)間縮短到24小(xiao)時(shi)(shi),甚(shen)至(zhi)有些鋼種還經不起這樣長的浸蝕(shi),試(shi)驗(yan)時(shi)(shi)間還可(ke)(ke)以縮短到15小(xiao)時(shi)(shi)。


一、應用范圍和優缺點(dian)


 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(bu)銹鋼304L不銹鋼316不(bu)銹鋼316L不銹鋼(gang)、317不銹鋼、317L不銹(xiu)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(ji)制(zhi)備


 焊(han)接(jie)試樣(yang)應從與產品(pin)鋼材相同(tong)而且焊(han)接(jie)工藝也相同(tong)的試板上(shang)選取。


 試(shi)(shi)樣(yang)尺(chi)寸選取方法見表(biao) 2-4 ,焊(han)接(jie)試(shi)(shi)樣(yang)、焊(han)條(tiao)試(shi)(shi)樣(yang)及堆焊(han)焊(han)條(tiao)試(shi)(shi)樣(yang)的選取方法分別見圖(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)取,如用剪切(qie)時,應(ying)通過切(qie)削或(huo)研磨方法(fa)除去(qu)剪切(qie)的影(ying)響部分。


 試樣上有氧化(hua)(hua)皮時,要通過切削或研磨除(chu)掉。需要敏化(hua)(hua)處理的試樣,應在敏化(hua)(hua)處理后行研磨。


  試樣切取(qu)及表面(mian)研磨時,應防(fang)止過熱,被試驗的試樣表面(mian)粗糙度Ra 必(bi)須小于0.8μm。不能(neng)進行研磨的試樣,根據雙方協(xie)議(yi)也可以采用其他方法處理(li)。


 焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)樣(yang)直接(jie)(jie)以焊(han)(han)后(hou)狀(zhuang)態進(jin)行(xing)試(shi)驗。對焊(han)(han)后(hou)還要(yao)經過350℃以上熱(re)加工的焊(han)(han)接(jie)(jie)件,試(shi)樣(yang)焊(han)(han)后(hou)還應進(jin)行(xing)敏化處理,敏化處理制度在協議中另行(xing)規定。


三、試(shi)驗條(tiao)件和步(bu)驟


  1. 試(shi)驗溶液:將100g硫(liu)酸(suan)銅(tong)(GB 665,分析純)溶解于(yu)700mL蒸餾水(shui)或去離子(zi)水(shui)中再加入100mL硫(liu)酸(suan)(GB 625,優級純),用蒸餾水(shui)或去離子(zi)水(shui)稀釋至1000mL,配制成硫(liu)硫(liu)酸(suan)銅(tong)溶液。


  2. 試(shi)驗前(qian)將試(shi)樣(yang)用(yong)適當的溶劑(ji)或(huo)洗滌劑(ji)(非氯化(hua)物)去(qu)油(you)并干燥。


  3. 在燒(shao)瓶底部(bu)鋪(pu)一層銅(tong)屑(xie)(GB-466 純度不小于99.5%),然(ran)后(hou)放置(zhi)試樣(yang)。保證每個試與銅(tong)屑(xie)接觸(chu)的情況(kuang)下(xia),同(tong)一燒(shao)瓶中允許放幾層同(tong)一鋼種的試樣(yang),但是,試樣(yang)之間(jian)要互不接觸(chu)。


  4. 試(shi)驗(yan)溶液應高出最上(shang)層試(shi)樣(yang)20mm以上(shang),每次試(shi)驗(yan)都應使(shi)用(yong)新的試(shi)驗(yan)溶液。注(zhu):仲裁(cai)試(shi)驗(yan)時,試(shi)驗(yan)溶液量按(an)試(shi)樣(yang)表面積計算,其量在8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將燒瓶放在加(jia)熱裝置上,通以(yi)冷卻水,加(jia)熱試驗溶(rong)液,使(shi)之保持微沸狀態。試樣連續16小時。


  6. 試驗后(hou)取出試樣,洗凈,干燥,彎曲。


四、試驗結果評定


  1. 壓(ya)力加工件和焊(han)接件試(shi)樣彎曲角度為180°,焊(han)接接頭沿熔合線進(jin)行(xing)彎曲。鑄鋼件彎曲角度為90°。


  2. 試(shi)樣彎曲(qu)用的壓(ya)頭(tou)直徑,當試(shi)樣厚(hou)度(du)不大(da)于1mm時(shi),壓(ya)頭(tou)直徑為1mm;當試(shi)樣厚(hou)度(du)大(da)于1mm時(shi),壓(ya)頭(tou)直徑為5mm。


  3. 彎曲(qu)(qu)后的試樣(yang)在10倍放(fang)大鏡(jing)下(xia)觀察彎曲(qu)(qu)試樣(yang)外表面(mian)(mian),有(you)(you)無因(yin)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)而(er)產生的裂(lie)(lie)紋(wen),從試樣(yang)的彎曲(qu)(qu)部位棱角產生的裂(lie)(lie)紋(wen),以及不(bu)伴有(you)(you)裂(lie)(lie)紋(wen)的滑移線(xian),縐(zhou)紋(wen)和表面(mian)(mian)粗糙等都不(bu)能認(ren)為是晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)而(er)產生的裂(lie)(lie)紋(wen)。


  4. 試樣不能進行彎曲評定(ding)或彎曲的裂紋(wen)難以判定(ding)時,則采用(yong)金(jin)相法觀察(cha)。金(jin)相磨片(pian)經浸(jin)蝕后(hou),在顯微鏡下觀察(cha)(150~500倍),晶間腐蝕深度值(zhi)不得超(chao)過5μm。


五(wu)、試(shi)驗報告


  1. 記錄試樣種類(lei),熱處理制度等;


  2. 記錄試樣彎(wan)曲角度及10倍放大鏡觀察后,晶間腐蝕(shi)傾向結果;


  3. 如(ru)果用金相法判(pan)定時(shi),應記錄晶(jing)間腐(fu)蝕深度值。