1926年Hatfeild 曾采用(yong)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅溶液試(shi)驗(yan)敏化不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)。后來(lai)Strauss等人做了改(gai)進,最(zui)后發(fa)展成為一(yi)種(zhong)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)檢驗(yan)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)試(shi)驗(yan)方法。不銹鋼(gang)(gang)在硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅試(shi)驗(yan)中的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)電(dian)位(wei)在+0.3~+0.58V范(fan)圍(wei)內(相對于標(biao)準(zhun)氫電(dian)極)。在這(zhe)一(yi)電(dian)位(wei)范(fan)圍(wei)內,晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表面的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速度(du)最(zui)小,為0.1μA/c㎡,而貧(pin)鉻(ge)區(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速度(du)很大(da)(da)(da),為10μA/c㎡或更大(da)(da)(da)一(yi)些。如(ru)果敏化嚴重(zhong),例如(ru)鉻(ge)量(liang)(liang)為7.5%(重(zhong)量(liang)(liang))時,貧(pin)鉻(ge)區將被腐蝕(shi)(shi),腐蝕(shi)(shi)速度(du)大(da)(da)(da)于105μA/c㎡.這(zhe)樣(yang)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速度(du)差(cha),將會(hui)引起嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)。但(dan)是(shi)在這(zhe)種(zhong)腐蝕(shi)(shi)介質中,除(chu)了表面上少(shao)數幾(ji)個晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒脫落外,一(yi)般不會(hui)產生晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)(de)(de)脫落,腐蝕(shi)(shi)只局限(xian)在1μm級(ji)厚度(du)的(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)區進行。因(yin)此(ci)(ci)不像(xiang)65%硝酸(suan)試(shi)驗(yan)和(he)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)鐵試(shi)驗(yan)那樣(yang)會(hui)引起明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)損失。但(dan)大(da)(da)(da)部分的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)粒因(yin)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)變得像(xiang)沒(mei)有(you)粘(zhan)接的(de)(de)(de)(de)磚砌結構(gou)一(yi)樣(yang)。因(yin)此(ci)(ci),不能用(yong)重(zhong)量(liang)(liang)法來(lai)判斷(duan)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)(xing)。然而,電(dian)阻,機(ji)械性(xing)(xing)能卻發(fa)生了明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)改(gai)變,故彎曲裂紋、電(dian)阻和(he)抗(kang)拉強度(du)變化乃是(shi)這(zhe)一(yi)試(shi)驗(yan)方法的(de)(de)(de)(de)較好評判依據。


  在(zai)(zai)硫(liu)酸-硫(liu)酸銅溶液(ye)中(zhong)腐(fu)(fu)蝕電(dian)位(wei)是(shi)處(chu)在(zai)(zai)+0.3~+0.58V范圍的上限部分(fen)(如(ru)+0.58V處(chu))。但是(shi),把(ba)金屬銅屑或銅丸放入溶液(ye)中(zhong)并與試樣接觸時,試樣的電(dian)位(wei)變得和銅的電(dian)位(wei)相同(tong),為+0.3V(對(dui)標準氫電(dian)極)。也就是(shi)根據Cu2+、Cu+和Cu的共(gong)存電(dian)位(wei),并在(zai)(zai)此電(dian)位(wei)下(xia)(xia)保(bao)持恒定。在(zai)(zai)這一電(dian)位(wei)下(xia)(xia),它可能在(zai)(zai)活化(hua)區內腐(fu)(fu)蝕。晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕的穿透(tou)速(su)度(du)很大,可以(yi)(yi)把(ba)試驗時間(jian)(jian)縮短(duan)到24小(xiao)時,甚至有些(xie)鋼(gang)種還經不(bu)起這樣長的浸蝕,試驗時間(jian)(jian)還可以(yi)(yi)縮短(duan)到15小(xiao)時。


一、應用范圍和(he)優缺(que)點


 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不銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼321不(bu)銹(xiu)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(er)、試樣尺寸(cun)及制備


 焊接試(shi)(shi)樣應從(cong)與產品鋼材(cai)相(xiang)同而且焊接工藝也相(xiang)同的試(shi)(shi)板上(shang)選(xuan)取(qu)。


 試(shi)樣尺寸選取(qu)方(fang)法見表 2-4 ,焊接試(shi)樣、焊條試(shi)樣及堆焊焊條試(shi)樣的選取(qu)方(fang)法分別見圖2-8、圖2-9、圖2-10、圖2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣(yang)用鋸切(qie)(qie)取,如(ru)用剪(jian)切(qie)(qie)時,應通過切(qie)(qie)削或研磨(mo)方法除去剪(jian)切(qie)(qie)的(de)影響部分。


 試樣上有氧化(hua)(hua)皮時,要通過切削或研磨(mo)除掉(diao)。需要敏化(hua)(hua)處理的試樣,應在(zai)敏化(hua)(hua)處理后行研磨(mo)。


  試樣(yang)切取及表面(mian)(mian)研磨時,應防(fang)止過熱,被試驗的(de)試樣(yang)表面(mian)(mian)粗糙度(du)Ra 必須小于0.8μm。不能進行研磨的(de)試樣(yang),根據雙方(fang)協議也可以采用其他方(fang)法處理。


 焊(han)接(jie)試樣直接(jie)以焊(han)后(hou)狀態進行(xing)試驗。對焊(han)后(hou)還(huan)要經過350℃以上熱加工的焊(han)接(jie)件,試樣焊(han)后(hou)還(huan)應(ying)進行(xing)敏(min)(min)化處理,敏(min)(min)化處理制度在協(xie)議(yi)中另行(xing)規定。


三、試驗條件和步驟


  1. 試驗(yan)溶液:將100g硫(liu)酸(suan)銅(GB 665,分(fen)析(xi)純)溶解(jie)于(yu)700mL蒸餾(liu)水(shui)(shui)或去離子水(shui)(shui)中再加入(ru)100mL硫(liu)酸(suan)(GB 625,優級純),用蒸餾(liu)水(shui)(shui)或去離子水(shui)(shui)稀釋至1000mL,配制成硫(liu)硫(liu)酸(suan)銅溶液。


  2. 試驗前將試樣用適當的溶劑或洗滌劑(非氯(lv)化(hua)物)去油并干燥。


  3. 在燒瓶底部鋪一層銅屑(GB-466 純度(du)不(bu)(bu)小于99.5%),然后放(fang)置試(shi)樣(yang)。保證每(mei)個試(shi)與銅屑接(jie)觸的情況下,同一燒瓶中允許放(fang)幾層同一鋼種的試(shi)樣(yang),但是(shi),試(shi)樣(yang)之(zhi)間要互不(bu)(bu)接(jie)觸。


  4. 試驗(yan)(yan)溶(rong)液應高出最上(shang)層試樣(yang)20mm以上(shang),每次試驗(yan)(yan)都應使用新的(de)試驗(yan)(yan)溶(rong)液。注:仲裁(cai)試驗(yan)(yan)時,試驗(yan)(yan)溶(rong)液量(liang)(liang)按試樣(yang)表面積計算(suan),其量(liang)(liang)在8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將燒瓶放(fang)在加熱裝置上,通以冷卻(que)水,加熱試驗溶液,使(shi)之保持微沸狀態。試樣(yang)連續(xu)16小時。


  6. 試驗后取出試樣,洗凈,干燥,彎曲。


四(si)、試驗結果評(ping)定


  1. 壓力加工件和(he)焊接件試(shi)樣彎曲角度為(wei)180°,焊接接頭沿(yan)熔合線進行(xing)彎曲。鑄(zhu)鋼件彎曲角度為(wei)90°。


  2. 試(shi)樣彎曲用(yong)的壓(ya)頭直(zhi)徑(jing),當試(shi)樣厚度(du)不大于1mm時,壓(ya)頭直(zhi)徑(jing)為1mm;當試(shi)樣厚度(du)大于1mm時,壓(ya)頭直(zhi)徑(jing)為5mm。


  3. 彎(wan)曲(qu)后的(de)(de)試樣在10倍放大鏡下觀察(cha)彎(wan)曲(qu)試樣外表面,有無(wu)因晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕而(er)(er)產生(sheng)的(de)(de)裂紋(wen)(wen),從試樣的(de)(de)彎(wan)曲(qu)部位(wei)棱角產生(sheng)的(de)(de)裂紋(wen)(wen),以及不伴有裂紋(wen)(wen)的(de)(de)滑移線,縐紋(wen)(wen)和表面粗糙等都不能認為是(shi)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕而(er)(er)產生(sheng)的(de)(de)裂紋(wen)(wen)。


  4. 試樣不能進(jin)行彎曲評定或彎曲的裂紋難(nan)以判定時,則采用金相法觀(guan)察。金相磨片經浸蝕(shi)后,在顯微鏡下(xia)觀(guan)察(150~500倍),晶間(jian)腐蝕(shi)深度值不得超(chao)過5μm。


五、試驗報告


  1. 記錄試樣種類,熱處理制度等;


  2. 記錄(lu)試樣彎曲(qu)角度及10倍放大鏡觀察后,晶(jing)間腐蝕(shi)傾向結果;


  3. 如(ru)果(guo)用(yong)金相法判定時,應(ying)記錄晶間腐蝕深度(du)值。