1926年Hatfeild 曾(ceng)采用硫(liu)(liu)酸(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)銅(tong)溶液試驗(yan)(yan)敏(min)化不(bu)銹鋼的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。后來Strauss等人做了(le)改進,最后發展成為(wei)一種(zhong)常用的(de)(de)檢(jian)驗(yan)(yan)奧氏體不(bu)銹鋼晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)標準試驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法。不(bu)銹鋼在(zai)(zai)硫(liu)(liu)酸(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)銅(tong)試驗(yan)(yan)中的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電位在(zai)(zai)+0.3~+0.58V范圍(wei)(wei)內(相對于標準氫電極)。在(zai)(zai)這一電位范圍(wei)(wei)內,晶(jing)(jing)粒(li)(li)(18%Cr-10%Ni)表面(mian)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)最小,為(wei)0.1μA/c㎡,而貧鉻(ge)(ge)區(qu)(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)很大(da),為(wei)10μA/c㎡或更大(da)一些。如(ru)果敏(min)化嚴(yan)重(zhong),例如(ru)鉻(ge)(ge)量(liang)為(wei)7.5%(重(zhong)量(liang))時,貧鉻(ge)(ge)區(qu)將被腐(fu)(fu)蝕(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)大(da)于105μA/c㎡.這樣(yang)(yang)大(da)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)(du)差,將會引起(qi)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。但(dan)是(shi)在(zai)(zai)這種(zhong)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)中,除(chu)了(le)表面(mian)上少(shao)數幾(ji)個晶(jing)(jing)粒(li)(li)脫落外,一般(ban)不(bu)會產生晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)脫落,腐(fu)(fu)蝕(shi)只局限(xian)在(zai)(zai)1μm級厚(hou)度(du)(du)(du)的(de)(de)貧鉻(ge)(ge)區(qu)進行。因(yin)(yin)此(ci)不(bu)像65%硝酸(suan)試驗(yan)(yan)和硫(liu)(liu)酸(suan)-硫(liu)(liu)酸(suan)鐵(tie)試驗(yan)(yan)那(nei)樣(yang)(yang)會引起(qi)明顯的(de)(de)重(zhong)量(liang)損失(shi)。但(dan)大(da)部分的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)因(yin)(yin)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)變得像沒(mei)有粘接的(de)(de)磚砌結構(gou)一樣(yang)(yang)。因(yin)(yin)此(ci),不(bu)能(neng)用重(zhong)量(liang)法來判斷晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)敏(min)感性(xing)。然而,電阻(zu),機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)卻發生了(le)明顯的(de)(de)改變,故彎曲(qu)裂(lie)紋、電阻(zu)和抗拉強度(du)(du)(du)變化乃是(shi)這一試驗(yan)(yan)方(fang)(fang)法的(de)(de)較好評判依據。


  在(zai)(zai)硫酸-硫酸銅(tong)(tong)溶液中腐蝕電(dian)位是(shi)處在(zai)(zai)+0.3~+0.58V范(fan)圍的(de)上限部分(fen)(如+0.58V處)。但是(shi),把(ba)金屬銅(tong)(tong)屑或銅(tong)(tong)丸放(fang)入溶液中并與試(shi)樣接觸(chu)時(shi),試(shi)樣的(de)電(dian)位變得(de)和(he)(he)銅(tong)(tong)的(de)電(dian)位相同(tong),為+0.3V(對標準氫電(dian)極(ji))。也就是(shi)根據Cu2+、Cu+和(he)(he)Cu的(de)共(gong)存電(dian)位,并在(zai)(zai)此電(dian)位下保持恒定。在(zai)(zai)這一電(dian)位下,它(ta)可能在(zai)(zai)活化區內(nei)腐蝕。晶間腐蝕的(de)穿(chuan)透速度很大,可以把(ba)試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)間縮短到(dao)24小時(shi),甚至有些鋼種(zhong)還經不起這樣長的(de)浸蝕,試(shi)驗(yan)(yan)時(shi)間還可以縮短到(dao)15小時(shi)。


一、應用范圍和優缺點


 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不銹鋼304L不銹鋼316不(bu)銹(xiu)鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼321不銹鋼347不銹(xiu)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(shi)樣尺(chi)寸及制(zhi)備


 焊(han)接(jie)試(shi)樣應從與(yu)產品鋼材相同而且焊(han)接(jie)工(gong)藝也相同的試(shi)板上選取。


 試(shi)樣尺寸選(xuan)取(qu)方法見表 2-4 ,焊(han)(han)接試(shi)樣、焊(han)(han)條試(shi)樣及堆焊(han)(han)焊(han)(han)條試(shi)樣的選(xuan)取(qu)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(qu),如用剪(jian)切(qie)時(shi),應通過(guo)切(qie)削(xue)或研磨方法除去剪(jian)切(qie)的影響部(bu)分。


 試樣上(shang)有氧化皮時,要通(tong)過切削(xue)或研磨除掉。需要敏(min)化處(chu)理的試樣,應在敏(min)化處(chu)理后行研磨。


  試樣(yang)切取及表(biao)面研磨時,應防止過熱,被試驗的試樣(yang)表(biao)面粗糙度(du)Ra 必須小于0.8μm。不能進(jin)行研磨的試樣(yang),根據雙方協議也(ye)可以采(cai)用其他方法(fa)處理。


 焊(han)接(jie)試(shi)(shi)樣直接(jie)以(yi)焊(han)后狀態進行(xing)試(shi)(shi)驗。對焊(han)后還要(yao)經過(guo)350℃以(yi)上熱加工(gong)的焊(han)接(jie)件,試(shi)(shi)樣焊(han)后還應進行(xing)敏化(hua)處理(li),敏化(hua)處理(li)制度在協議中另行(xing)規定。


三、試驗條件(jian)和步驟


  1. 試驗(yan)溶(rong)液(ye):將100g硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)(GB 665,分析(xi)純)溶(rong)解于700mL蒸(zheng)餾水(shui)(shui)或去(qu)離子(zi)水(shui)(shui)中再加入100mL硫(liu)酸(suan)(suan)(GB 625,優級純),用蒸(zheng)餾水(shui)(shui)或去(qu)離子(zi)水(shui)(shui)稀釋至1000mL,配制成(cheng)硫(liu)硫(liu)酸(suan)(suan)銅(tong)溶(rong)液(ye)。


  2. 試驗(yan)前將試樣(yang)用適當的溶劑或(huo)洗(xi)滌劑(非氯化(hua)物)去油并(bing)干(gan)燥。


  3. 在燒瓶底部鋪一(yi)層銅(tong)屑(GB-466 純(chun)度(du)不小(xiao)于(yu)99.5%),然(ran)后放(fang)置試樣。保證每(mei)個試與(yu)銅(tong)屑接(jie)觸(chu)的(de)情況下,同一(yi)燒瓶中允許放(fang)幾層同一(yi)鋼種(zhong)的(de)試樣,但是,試樣之間要互不接(jie)觸(chu)。


  4. 試(shi)驗溶(rong)液應高(gao)出最(zui)上(shang)層試(shi)樣(yang)20mm以上(shang),每次試(shi)驗都應使用新的試(shi)驗溶(rong)液。注:仲裁試(shi)驗時,試(shi)驗溶(rong)液量按試(shi)樣(yang)表面積計(ji)算,其量在8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將燒瓶放在(zai)加熱裝置上,通以冷卻水,加熱試(shi)驗溶液,使之(zhi)保持微沸(fei)狀態。試(shi)樣(yang)連續16小時。


  6. 試驗后取出試樣,洗凈,干燥(zao),彎曲。


四、試驗結果評定


  1. 壓力加工件和焊(han)接(jie)件試樣(yang)彎曲(qu)(qu)角(jiao)度(du)為180°,焊(han)接(jie)接(jie)頭沿(yan)熔合線進行彎曲(qu)(qu)。鑄鋼件彎曲(qu)(qu)角(jiao)度(du)為90°。


  2. 試(shi)樣彎曲用的壓頭直徑(jing),當試(shi)樣厚度不大于1mm時,壓頭直徑(jing)為(wei)1mm;當試(shi)樣厚度大于1mm時,壓頭直徑(jing)為(wei)5mm。


  3. 彎曲后的(de)(de)試樣在10倍放大鏡(jing)下觀察彎曲試樣外表(biao)面,有(you)無(wu)因晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)而產生(sheng)的(de)(de)裂紋(wen),從(cong)試樣的(de)(de)彎曲部(bu)位棱角(jiao)產生(sheng)的(de)(de)裂紋(wen),以(yi)及不伴有(you)裂紋(wen)的(de)(de)滑移線,縐紋(wen)和表(biao)面粗(cu)糙等都(dou)不能認為(wei)是(shi)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)而產生(sheng)的(de)(de)裂紋(wen)。


  4. 試(shi)樣不能進行彎(wan)曲(qu)評定或彎(wan)曲(qu)的裂(lie)紋難(nan)以判(pan)定時,則(ze)采用金(jin)相法觀(guan)(guan)察。金(jin)相磨片經浸蝕(shi)(shi)后,在顯微鏡下觀(guan)(guan)察(150~500倍),晶間腐蝕(shi)(shi)深度(du)值不得超過(guo)5μm。


五、試驗(yan)報告


  1. 記(ji)錄試樣種(zhong)類,熱處理制度等;


  2. 記錄試樣彎曲角(jiao)度及(ji)10倍(bei)放大鏡觀察后,晶間(jian)腐蝕傾(qing)向結果;


  3. 如果(guo)用金(jin)相(xiang)法(fa)判(pan)定時,應記錄晶間(jian)腐蝕深度值。