1926年Hatfeild 曾采用(yong)(yong)硫(liu)(liu)酸(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)銅(tong)溶(rong)液(ye)試(shi)驗(yan)(yan)敏(min)化(hua)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。后(hou)來(lai)Strauss等人做了改進(jin),最后(hou)發展成為一(yi)種(zhong)(zhong)常用(yong)(yong)的(de)檢驗(yan)(yan)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)標準(zhun)試(shi)驗(yan)(yan)方法。不(bu)銹(xiu)鋼在硫(liu)(liu)酸(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)銅(tong)試(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)位在+0.3~+0.58V范(fan)圍(wei)內(相對于(yu)標準(zhun)氫電(dian)(dian)極(ji))。在這一(yi)電(dian)(dian)位范(fan)圍(wei)內,晶(jing)(jing)(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表(biao)(biao)面(mian)的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)最小,為0.1μA/c㎡,而(er)貧鉻(ge)(ge)區(10%Cr-10%Ni)的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)很大(da)(da)(da),為10μA/c㎡或更大(da)(da)(da)一(yi)些。如果敏(min)化(hua)嚴重(zhong),例如鉻(ge)(ge)量(liang)為7.5%(重(zhong)量(liang))時,貧鉻(ge)(ge)區將(jiang)被腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)大(da)(da)(da)于(yu)105μA/c㎡.這樣大(da)(da)(da)的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)差,將(jiang)會(hui)引起(qi)嚴重(zhong)的(de)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。但是在這種(zhong)(zhong)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)中(zhong),除了表(biao)(biao)面(mian)上少(shao)數幾個(ge)晶(jing)(jing)(jing)粒脫落外(wai),一(yi)般不(bu)會(hui)產生(sheng)晶(jing)(jing)(jing)粒的(de)脫落,腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)只(zhi)局限(xian)在1μm級厚度(du)的(de)貧鉻(ge)(ge)區進(jin)行。因(yin)(yin)此(ci)(ci)不(bu)像65%硝酸(suan)試(shi)驗(yan)(yan)和硫(liu)(liu)酸(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)鐵(tie)試(shi)驗(yan)(yan)那樣會(hui)引起(qi)明(ming)顯(xian)的(de)重(zhong)量(liang)損(sun)失(shi)。但大(da)(da)(da)部(bu)分的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒因(yin)(yin)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)變得像沒有(you)粘(zhan)接(jie)的(de)磚砌(qi)結構一(yi)樣。因(yin)(yin)此(ci)(ci),不(bu)能用(yong)(yong)重(zhong)量(liang)法來(lai)判(pan)斷(duan)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)敏(min)感性。然而(er),電(dian)(dian)阻,機械性能卻發生(sheng)了明(ming)顯(xian)的(de)改變,故(gu)彎(wan)曲(qu)裂紋、電(dian)(dian)阻和抗拉強度(du)變化(hua)乃是這一(yi)試(shi)驗(yan)(yan)方法的(de)較好評判(pan)依據。


  在硫酸-硫酸銅(tong)溶(rong)液中腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)位是處(chu)在+0.3~+0.58V范圍的(de)上限部(bu)分(如+0.58V處(chu))。但是,把(ba)金屬銅(tong)屑(xie)或(huo)銅(tong)丸放(fang)入溶(rong)液中并(bing)與試(shi)樣接觸(chu)時(shi),試(shi)樣的(de)電(dian)(dian)位變得和銅(tong)的(de)電(dian)(dian)位相(xiang)同(tong),為(wei)+0.3V(對(dui)標準氫(qing)電(dian)(dian)極)。也就是根據Cu2+、Cu+和Cu的(de)共存電(dian)(dian)位,并(bing)在此(ci)電(dian)(dian)位下保持恒定。在這一電(dian)(dian)位下,它可能在活(huo)化區內腐(fu)蝕(shi)。晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)穿透速度很大,可以把(ba)試(shi)驗時(shi)間縮短到(dao)24小時(shi),甚至有些(xie)鋼(gang)種(zhong)還經不起這樣長的(de)浸蝕(shi),試(shi)驗時(shi)間還可以縮短到(dao)15小時(shi)。


一、應用范(fan)圍和優缺(que)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不銹鋼304L不銹鋼316不銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不(bu)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(ji)制備


 焊(han)接試樣應(ying)從與(yu)產品(pin)鋼材相同而且(qie)焊(han)接工(gong)藝也相同的試板上選(xuan)取。


 試(shi)樣(yang)尺寸選取(qu)方法見表(biao) 2-4 ,焊(han)接試(shi)樣(yang)、焊(han)條試(shi)樣(yang)及堆焊(han)焊(han)條試(shi)樣(yang)的(de)選取(qu)方法分別見圖2-8、圖2-9、圖2-10、圖2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣用鋸切取(qu),如用剪切時,應通過切削(xue)或研磨方(fang)法除(chu)去剪切的(de)影響(xiang)部分。


 試樣(yang)上有氧化(hua)皮時,要通過切削或研磨(mo)除掉。需要敏化(hua)處(chu)理的試樣(yang),應(ying)在敏化(hua)處(chu)理后行研磨(mo)。


  試(shi)樣切取(qu)及表面(mian)研磨(mo)(mo)時,應防止過熱,被試(shi)驗的試(shi)樣表面(mian)粗糙度Ra 必(bi)須小于0.8μm。不能進(jin)行(xing)研磨(mo)(mo)的試(shi)樣,根據雙(shuang)方協(xie)議也可以采用其他方法處理。


 焊(han)接(jie)試樣直(zhi)接(jie)以(yi)焊(han)后(hou)狀(zhuang)態進行(xing)(xing)試驗。對焊(han)后(hou)還要經過(guo)350℃以(yi)上熱(re)加工(gong)的焊(han)接(jie)件,試樣焊(han)后(hou)還應進行(xing)(xing)敏化(hua)處理,敏化(hua)處理制度在(zai)協議中另行(xing)(xing)規定(ding)。


三(san)、試驗條件和步(bu)驟


  1. 試驗溶(rong)液(ye):將100g硫(liu)酸(suan)銅(GB 665,分析純(chun))溶(rong)解于700mL蒸餾水或去離(li)子水中再加入100mL硫(liu)酸(suan)(GB 625,優級(ji)純(chun)),用蒸餾水或去離(li)子水稀釋至1000mL,配制成硫(liu)硫(liu)酸(suan)銅溶(rong)液(ye)。


  2. 試(shi)驗前將試(shi)樣(yang)用適(shi)當的溶劑或(huo)洗滌劑(非氯化物)去油并干燥。


  3. 在燒(shao)(shao)瓶(ping)(ping)底部鋪一(yi)層銅屑(xie)(GB-466 純度不小(xiao)于99.5%),然后放置試樣(yang)。保證每個試與(yu)銅屑(xie)接觸的情況下,同(tong)一(yi)燒(shao)(shao)瓶(ping)(ping)中(zhong)允許(xu)放幾(ji)層同(tong)一(yi)鋼種的試樣(yang),但是,試樣(yang)之間要互(hu)不接觸。


  4. 試(shi)驗(yan)(yan)溶液(ye)(ye)應高出最(zui)上層試(shi)樣20mm以(yi)上,每次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)都應使用新的試(shi)驗(yan)(yan)溶液(ye)(ye)。注:仲(zhong)裁(cai)試(shi)驗(yan)(yan)時,試(shi)驗(yan)(yan)溶液(ye)(ye)量按試(shi)樣表(biao)面(mian)積計算,其量在8mL/c㎡以(yi)上。


  5. 將燒瓶放在加(jia)熱裝(zhuang)置(zhi)上(shang),通以冷卻水,加(jia)熱試驗溶液,使之保(bao)持微(wei)沸狀態。試樣連續(xu)16小時。


  6. 試驗(yan)后取(qu)出試樣,洗凈,干(gan)燥,彎曲(qu)。


四(si)、試(shi)驗(yan)結(jie)果評(ping)定


  1. 壓力加(jia)工件和焊(han)接(jie)件試樣(yang)彎曲(qu)(qu)角(jiao)度(du)為(wei)180°,焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)沿熔合線進行彎曲(qu)(qu)。鑄鋼(gang)件彎曲(qu)(qu)角(jiao)度(du)為(wei)90°。


  2. 試(shi)樣彎曲用的壓頭(tou)(tou)直(zhi)(zhi)徑(jing),當(dang)試(shi)樣厚度不大于(yu)1mm時,壓頭(tou)(tou)直(zhi)(zhi)徑(jing)為1mm;當(dang)試(shi)樣厚度大于(yu)1mm時,壓頭(tou)(tou)直(zhi)(zhi)徑(jing)為5mm。


  3. 彎曲(qu)后的(de)試樣在10倍放大鏡下觀察彎曲(qu)試樣外表面(mian),有無因晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)(shi)而產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)紋,從試樣的(de)彎曲(qu)部位(wei)棱角產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)紋,以及不(bu)伴有裂(lie)(lie)紋的(de)滑移(yi)線,縐紋和表面(mian)粗糙等都不(bu)能認(ren)為是晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)(shi)而產生(sheng)的(de)裂(lie)(lie)紋。


  4. 試樣不能進行彎曲評定或彎曲的裂紋難(nan)以(yi)判(pan)定時,則采(cai)用金(jin)相法觀察。金(jin)相磨片經浸(jin)蝕后,在顯微鏡下(xia)觀察(150~500倍),晶間腐蝕深度值不得超過5μm。


五(wu)、試驗報告(gao)


  1. 記錄試樣種類,熱(re)處理制度等;


  2. 記(ji)錄試樣(yang)彎曲角度及10倍放大鏡觀察(cha)后,晶間腐蝕傾向結(jie)果;


  3. 如果用金相法判定(ding)時,應記錄晶(jing)間腐(fu)蝕深度值。