在18-8型不(bu)銹鋼的焊縫金屬中滲入穩定化合金元素鈦、鈮、鋯等,可以消除圖3-1a和圖3-1b兩種形式的晶間(jian)腐蝕,但又可能會出現如圖3-1c中的腐蝕現象,即順著焊縫金屬的熔合線發生像刀切一樣的腐蝕,稱它為刀狀(zhuang)腐蝕。刀狀腐蝕是順著焊縫熔合線向板厚度方向深人,并慢慢地向母材金屬和焊縫金屬發展,如圖3-3所示。刀狀腐蝕將成為制約焊接結構使用壽命的薄弱環節。
刀狀腐蝕只是焊接接頭出現的一種特殊的晶間腐蝕,它也與Cr的C化合物(Cr23C6)析出有關。它經歷了高溫過熱和中溫敏化兩個熱過程而發生的。
1. 高(gao)溫過熱是指含(han)(han)鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)含(han)(han)鈮(ni)(ni)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,碳(tan)(tan)和鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的(de)親合(he)力比鉻(ge)大(da),首先(xian)形(xing)成(cheng)鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的(de)碳(tan)(tan)化物。若鋼(gang)中鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的(de)含(han)(han)量足(zu)夠高(gao)時(shi)(shi)就不(bu)(bu)會形(xing)成(cheng)鉻(ge)的(de)碳(tan)(tan)化物,且保證奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中鉻(ge)的(de)含(han)(han)量不(bu)(bu)降低(di),不(bu)(bu)會出現貧(pin)鉻(ge)現象,此時(shi)(shi)具有較(jiao)高(gao)的(de)抗晶(jing)間腐蝕能(neng)力。但是,在(zai)焊接(jie)時(shi)(shi),在(zai)焊接(jie)熱影響區(qu)過熱區(qu)的(de)高(gao)溫下(xia),鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的(de)碳(tan)(tan)化物向奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相溶(rong)(rong)解。在(zai)高(gao)溫下(xia),碳(tan)(tan)比鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的(de)擴散速度大(da)得(de)多,所以溶(rong)(rong)解的(de)碳(tan)(tan)可以迅速向晶(jing)界(jie)處遷(qian)移。冷卻后,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相溶(rong)(rong)解有較(jiao)多的(de)鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)原子,而晶(jing)界(jie)處含(han)(han)有較(jiao)多的(de)碳(tan)(tan)原子,鈦(tai)(tai)或(huo)(huo)鈮(ni)(ni)就失去了穩定碳(tan)(tan)的(de)作用。
2. 中(zhong)溫(wen)敏(min)化是(shi)指(zhi)溶解(jie)了鈦或鈮的(de)(de)(de)碳化物(wu)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接接頭被加熱(如多層焊(han)(han)或工(gong)作溫(wen)度)到450~850℃的(de)(de)(de)危險溫(wen)度,鈦或鈮在(zai)奧(ao)氏體相里(li)的(de)(de)(de)擴散速度非常慢,沒有可能(neng)移到晶界使碳再次與鉻結合,于(yu)是(shi)在(zai)晶界附近的(de)(de)(de)Cr在(zai)此處形成碳化鉻,產(chan)(chan)生Cr的(de)(de)(de)碳化物(wu),使晶界貧鉻而產(chan)(chan)生一種特殊的(de)(de)(de)晶間腐蝕。由(you)于(yu)是(shi)在(zai)焊(han)(han)縫兩側(ce)的(de)(de)(de)對稱的(de)(de)(de)較窄區域(yu)發生的(de)(de)(de),形如刀狀,故稱之“刀狀腐蝕'。