硝酸試驗是1930年首先由Huey提出并經過后人不斷改進發展起來的。因此,有時又把這一方法叫做Huey試驗。美國廣泛使用這一定量方法檢驗晶間腐蝕的敏感性。硝酸腐蝕試驗的機理目前還沒有完全弄清楚,它可能是由下面幾種不同的作用引起的。


  1. 硝酸試驗是在(zai)氧化還原系統(tong)中進(jin)行的(de)(de)浸蝕試驗。退火狀態(tai)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)這一(yi)(yi)溶液中的(de)(de)腐蝕電(dian)(dian)(dian)位在(zai)1.00~1.20V(氫標)的(de)(de)范圍(wei)內,并且隨著時間的(de)(de)增加而變得更正。在(zai)這一(yi)(yi)電(dian)(dian)(dian)位范圍(wei)內,退火狀態(tai)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐蝕速度(du)是高的(de)(de),至少為11.7mm/a(相應于電(dian)(dian)(dian)流密度(du)為1mA/c㎡),而代表貧鉻區成分的(de)(de)合金在(zai)1.00~1.20V整個電(dian)(dian)(dian)位范圍(wei)內則有更高的(de)(de)腐蝕速度(du),這樣(yang)就產生了嚴重的(de)(de)晶間腐蝕。


  2. 為了解釋硝酸試驗中腐蝕損失很大的原因,提出了六價鉻離子的作用問題。因為敏化材料的晶粒邊界中,被溶解的鉻是以Cr6+的形式存在于溶液中,由于


    Gr6++3e=Cr3+


  還原反應比HNO3的還原反應及H+的還原反應容易進行。因此,這種強氧化性離子的存在,使鋼的電位變得更正,可達到1.20V(氫標)以上,腐蝕速度可達到1170mm/a(相當于電流密度為100mA/c㎡)或更大。


  3. 含鉬不銹鋼和鎳基合金,例如316L不銹鋼Hastelloy C , 它們在貧鉻區引起晶間腐蝕的其他腐蝕試驗中是免疫的。但是在硝酸試驗中這些鋼種也具有很高的腐蝕速度,可能是這些含鉬合金里生成顯微鏡下能檢驗出來或檢驗不出來的σ相溶解所引起的。高鉻含量的σ相溶解,可以增加這些鋼種的腐蝕速度。嚴顯微的。相,也可能在穩定級不銹鋼(例如 321不(bu)銹鋼347不銹(xiu)鋼 )中形成,在硝酸中也會引起嚴重的晶間腐蝕。


  4. 退火狀態的奧氏體不銹鋼在含有Cr3+、Ce3+、Mn7+、Fe3+等強氧化性陽離子的硝酸中,也會出現晶間腐蝕現象。這可能是由于晶粒之間存在偏析元素,例如磷、硅、硫等,形成了腐蝕的推動力而引起晶間腐蝕。高純不銹鋼很難引起晶間腐蝕,就有力地支持了這一偏析理論。



一、應用范圍和優缺點(dian)


  綜上所述,65%的沸騰硝酸試驗可以選擇性地腐蝕貧鉻區、碳化物、σ相、同時Cr6+的存在與雜質元素的偏析均會加速和引起晶間腐蝕,使腐蝕速度變得很大,所以硝酸試驗具有苛刻的試驗條件。這一方法適用于鍛造、鑄造產品和各類不銹鋼的焊接件,可以用來評定不銹鋼和鎳基合金交貨狀態的熱處理、檢驗添加穩定元素和降低含量在防止晶間腐蝕方面的效果。可以用這一方法檢驗304不銹鋼、304L 不銹鋼等鋼中的碳化物,檢驗316不銹鋼、316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼、321不銹鋼、347不銹鋼等鋼中的碳化物和σ相,可以檢驗所有不銹鋼中的端部晶粒腐蝕。


  這一方法的最大優點是可以利用最常見的重量損失評價產品的質量,是最好的定量評定方法。缺點是試驗周期長(可達240小時);硝酸的濃度對腐蝕速度有影響,例如與65%的硝酸相比,濃度增減1%,腐蝕率的增大與減少最高達10%;每次需要更換溶液,溶液的用量多,試劑昂貴;試驗過程中,Cr6+的積累,試驗溶液體積與試樣面積比值的改變,均能引起不同的腐蝕速度,例如當Cr6+量增加到0.004%時,不銹鋼的腐蝕速度就會顯著增加。因此,不同耐蝕性的鋼種在同一容器中試驗時,就會相互影響。又如1c㎡試樣的溶液為2mL和20mL其腐蝕速度就相差數倍,溶液量對試樣表面的制備、端部晶粒和組織變化均很敏感。



二、試樣的選(xuan)取及(ji)制(zhi)備


  焊接試(shi)樣(yang)從(cong)與產品鋼材相同而且焊接工藝也相同的試(shi)板上(shang)選取,試(shi)樣(yang)尺(chi)寸及(ji)制備(bei)要求見(jian)表2-5,圖(tu)(tu)2-8、圖(tu)(tu)2-9、圖(tu)(tu)2-10、圖(tu)(tu)2-11。


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  試樣(yang)(yang)(yang)的取(qu)樣(yang)(yang)(yang)方(fang)法(fa),原則上(shang)用(yong)鋸切(qie)取(qu),如用(yong)剪切(qie)時(shi),應(ying)通(tong)過切(qie)削(xue)或研磨方(fang)法(fa)除(chu)(chu)去剪切(qie)的影(ying)響(xiang)部分。試樣(yang)(yang)(yang)上(shang)有氧化皮時(shi),要(yao)通(tong)過切(qie)削(xue)或研磨除(chu)(chu)掉(diao)。試樣(yang)(yang)(yang)表面(mian)磨制(zhi)過程中應(ying)防止(zhi)表面(mian)過熱(re),加工后的試樣(yang)(yang)(yang)表面(mian)粗糙(cao)度Ra必須小于0.8μm。不能進行(xing)研磨的試樣(yang)(yang)(yang),根據雙方(fang)協議也可(ke)以采(cai)用(yong)其他方(fang)法(fa)。試樣(yang)(yang)(yang)表面(mian)的氧化皮應(ying)在磨光前除(chu)(chu)掉(diao)。


  焊(han)(han)(han)(han)接試樣(yang)(yang)一般以焊(han)(han)(han)(han)后狀態進(jin)行(xing)試驗。對焊(han)(han)(han)(han)后還(huan)要經過(guo)350℃以上(shang)熱加工的焊(han)(han)(han)(han)接件,試樣(yang)(yang)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)后還(huan)應進(jin)行(xing)敏(min)化處(chu)(chu)理(li),敏(min)化處(chu)(chu)理(li)制度在(zai)協議中另行(xing)規定。



三、試驗條件(jian)和步(bu)驟


 1. 試驗溶液(ye):將硝酸(GB 626-78,高級純)用蒸餾水(shui)或去離子(zi)水(shui)配制成(65±0.2)%(重量百分比)硝酸溶液(ye)。


 2. 測量試樣尺(chi)寸計算試樣的表(biao)面積(取三位(wei)有(you)效(xiao)數字)。


 3. 試驗前后稱重量(準確到1mg)。


 4. 試(shi)樣放(fang)人試(shi)驗溶液(ye)中,用玻(bo)璃支架使試(shi)樣保(bao)持在溶液(ye)中部。溶液(ye)量(liang)按試(shi)樣表面積計算,其(qi)量(liang)不少于20mL/c㎡.每周(zhou)(zhou)期連續煮沸(fei)48h,試(shi)驗五個(ge)周(zhou)(zhou)期,但根(gen)據雙方協議(yi)也可(ke)縮短為(wei)三個(ge)周(zhou)(zhou)期。


 5. 每周期必須用新的試(shi)(shi)驗溶液。每一容器內(nei)只放一個試(shi)(shi)樣。


 6. 試(shi)驗后取出試(shi)樣,在流(liu)水中用軟(ruan)刷子刷掉表面的腐(fu)蝕產(chan)物(wu),洗凈(jing),干燥,稱(cheng)重。


  焊接試樣發現刀狀腐蝕即(ji)為具有(you)晶間腐蝕傾向(xiang),性(xing)質可(ke)疑時,可(ke)用金相法判定。