晶间腐蚀是金属腐蚀的一种常见的局部腐蚀,腐蚀从金属表面开始,沿着晶界向晶粒内部发展,使晶粒间的结合力大大减弱,降低了材料的强度,严重时可使材料的机械强度完全丧失,它是危害性很大的局部腐蚀形式之一。产生晶间腐蚀的不锈钢,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失,这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。
奥氏体不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。主要是由于晶界处缺陷多,原子排列混乱容易出现碳化物等晶界析出物,导致晶界和晶粒处成分有差异,在一定的介质中会形成原电池,晶界处是阳极而晶粒是阴极,这样在晶界处合金元素性溶解,会产生电化学腐蚀现象。当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的“贫铬区”,在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀。
铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素,具有导热系数大、膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点。晶间腐蚀是指金属材料在腐蚀介质中沿着材料内部晶界处产生腐蚀的现象。晶界腐蚀的特点是金属表面看不出明显缺陷,但晶粒之间的结合力被打破,使金属无法达到结构强度要求,甚至完全失去金属属性,在敲击时不仅没有了金属声还可能让金属碎裂。铁素体钢产生晶间腐蚀主要是由于碳化物析出引起贫铬的结果。
镍基合金是在650~1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。主要合金元素是铜、铬、钼,具有良好的综合性能,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。晶间腐蚀是局部腐蚀的一种,主要沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。这种腐蚀会造成设备毫无征兆的突然破坏,在实际生产中有不可预计的损失。
晶间腐蚀是金属腐蚀的一种常见的局部腐蚀,可以分别产生在焊接接头的热影响区(HAZ)、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀线腐蚀(KLA)。预防晶间腐蚀的措施有:在合金制备时降低碳含量,采用合理的热处理工艺、加入有效合金元素或采取电化学措施等。
铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,是轻金属材料之一。铝合金典型的晶界模式常为沉淀相/溶质贫化区。通常铝合金的晶格本体、沉淀相和溶质贫化区之间的电化学行为相差很大,导致晶界比晶粒内部更易腐蚀。孔蚀或缝隙腐蚀会发展为晶间腐蚀,形成深入合金组织的腐蚀沟。而使用轧制或挤出工艺制成的板材或棒材,由于晶粒被严重变形,晶间沉淀物/溶质贫化区形成了平行于表面的层状分布的活性阳极通道,在腐蚀产物楔入力的作用下,晶间腐蚀倾向于沿与表面平行的方向生长,并逐步发展为剥蚀。
铝及铝合金在大气和淡水环境中表现出优良的耐蚀性,但是,实际使用中通常会出现发黑氧化及表面腐蚀现象,在有些环境介质中还会出现点蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等现象。可热处理铝合金是指经过热处理后,材料性能会得到明显强化的一类铝合金。由于铝合金对晶间腐蚀敏感,因此有必要对可热处理铝合金的耐晶间腐蚀性能进行检测。
不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂普遍存在的一个重大问题。奥氏体不锈钢对晶间腐蚀较为敏感,一般认为是由于碳化铬析出造成晶间贫铬所致。因此降C或加Ti、Nb,可以减少晶间腐蚀倾向;而加Ni和Cr可以改善奥氏体不锈钢的高温抗氧化性和强度。
5系铝合金,属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高,疲劳强度好,但不可做热处理强化。还由于具有高比强度、优良的耐腐蚀性能、成形性能和焊接性能以及可回收利用等特点,是重要的汽车轻量化材料。