1926年Hatfeild 曾采用(yong)硫酸-硫酸銅溶液試(shi)驗敏(min)化(hua)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。后來Strauss等人做了改進(jin),最后發展成為(wei)一(yi)種(zhong)常用(yong)的(de)(de)檢(jian)驗奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)標(biao)準(zhun)試(shi)驗方法。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在硫酸-硫酸銅試(shi)驗中的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電位在+0.3~+0.58V范圍內(相對于標(biao)準(zhun)氫電極)。在這(zhe)一(yi)電位范圍內,晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表面的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)最小,為(wei)0.1μA/c㎡,而貧(pin)鉻(ge)區(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)很大(da),為(wei)10μA/c㎡或更大(da)一(yi)些(xie)。如果敏(min)化(hua)嚴(yan)重,例如鉻(ge)量為(wei)7.5%(重量)時(shi),貧(pin)鉻(ge)區將被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)大(da)于105μA/c㎡.這(zhe)樣大(da)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)差,將會引起嚴(yan)重的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。但是在這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質中,除(chu)了表面上(shang)少數(shu)幾個(ge)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒脫落(luo)外,一(yi)般不(bu)(bu)會產生晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒的(de)(de)脫落(luo),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)只局限在1μm級厚度(du)的(de)(de)貧(pin)鉻(ge)區進(jin)行。因(yin)此不(bu)(bu)像65%硝(xiao)酸試(shi)驗和(he)硫酸-硫酸鐵試(shi)驗那(nei)樣會引起明(ming)顯(xian)的(de)(de)重量損失(shi)。但大(da)部分的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒因(yin)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)變得像沒有(you)粘接的(de)(de)磚砌結構一(yi)樣。因(yin)此,不(bu)(bu)能(neng)用(yong)重量法來判斷晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)敏(min)感性。然而,電阻,機械性能(neng)卻發生了明(ming)顯(xian)的(de)(de)改變,故彎曲裂紋、電阻和(he)抗拉強度(du)變化(hua)乃(nai)是這(zhe)一(yi)試(shi)驗方法的(de)(de)較(jiao)好評(ping)判依據(ju)。
在(zai)硫酸-硫酸銅(tong)溶液中(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)是(shi)處在(zai)+0.3~+0.58V范圍的(de)上(shang)限部分(fen)(如+0.58V處)。但是(shi),把(ba)金屬銅(tong)屑或銅(tong)丸放(fang)入溶液中(zhong)并與試樣接觸(chu)時(shi)(shi)(shi),試樣的(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)變得和銅(tong)的(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)相同,為+0.3V(對標準氫(qing)電(dian)(dian)極)。也(ye)就是(shi)根據Cu2+、Cu+和Cu的(de)共存電(dian)(dian)位(wei)(wei),并在(zai)此電(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia)保持(chi)恒定。在(zai)這一電(dian)(dian)位(wei)(wei)下(xia),它(ta)可(ke)(ke)能(neng)在(zai)活化(hua)區內腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)穿透速(su)度很(hen)大(da),可(ke)(ke)以把(ba)試驗(yan)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)縮(suo)短(duan)到(dao)24小(xiao)時(shi)(shi)(shi),甚(shen)至有些鋼(gang)種還經不起這樣長的(de)浸蝕(shi)(shi)(shi),試驗(yan)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)還可(ke)(ke)以縮(suo)短(duan)到(dao)15小(xiao)時(shi)(shi)(shi)。
一、應用范圍(wei)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(bu)銹鋼、304L不銹鋼、316不銹鋼(gang)、316L不銹(xiu)鋼、317不銹鋼、317L不(bu)銹鋼、321不銹(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(ji)制備
焊(han)接試(shi)樣應從與(yu)產品鋼材相(xiang)同(tong)而且焊(han)接工(gong)藝也(ye)相(xiang)同(tong)的試(shi)板上選(xuan)取。
試樣尺寸選取(qu)方法見(jian)表 2-4 ,焊接試樣、焊條(tiao)(tiao)試樣及堆焊焊條(tiao)(tiao)試樣的(de)選取(qu)方法分別見(jian)圖2-8、圖2-9、圖2-10、圖2-11。


試(shi)樣用(yong)鋸切取(qu),如用(yong)剪切時,應通過切削或研(yan)磨(mo)方法除(chu)去剪切的(de)影響部分。
試(shi)樣(yang)上有氧化皮時(shi),要(yao)(yao)通過切削或研磨(mo)除掉。需要(yao)(yao)敏(min)化處理的試(shi)樣(yang),應在敏(min)化處理后行研磨(mo)。
試(shi)(shi)(shi)樣(yang)切取(qu)及(ji)表(biao)面研磨(mo)時(shi),應防止過(guo)熱,被(bei)試(shi)(shi)(shi)驗的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)表(biao)面粗(cu)糙度Ra 必須小于0.8μm。不能進行研磨(mo)的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang),根據雙(shuang)方協議也可以(yi)采用其他方法處理。
焊接試樣直接以焊后狀態(tai)進行(xing)試驗。對(dui)焊后還要經(jing)過350℃以上熱(re)加工的焊接件,試樣焊后還應進行(xing)敏化處(chu)理,敏化處(chu)理制(zhi)度在協議中另(ling)行(xing)規定。
三、試(shi)驗條件和步驟
1. 試驗溶液:將(jiang)100g硫(liu)酸(suan)銅(GB 665,分析純)溶解(jie)于700mL蒸(zheng)(zheng)餾水(shui)(shui)或(huo)去(qu)(qu)離子水(shui)(shui)中再加入100mL硫(liu)酸(suan)(GB 625,優級(ji)純),用蒸(zheng)(zheng)餾水(shui)(shui)或(huo)去(qu)(qu)離子水(shui)(shui)稀釋至1000mL,配制成(cheng)硫(liu)硫(liu)酸(suan)銅溶液。
2. 試(shi)驗前將試(shi)樣用適當(dang)的溶劑或洗滌劑(非氯化物)去油并干燥。
3. 在燒瓶底(di)部鋪(pu)一(yi)層銅屑(GB-466 純(chun)度不小(xiao)于99.5%),然后放置試(shi)(shi)樣(yang)。保證每個試(shi)(shi)與銅屑接(jie)觸(chu)的情況下,同(tong)一(yi)燒瓶中允許(xu)放幾層同(tong)一(yi)鋼種的試(shi)(shi)樣(yang),但是,試(shi)(shi)樣(yang)之間要互不接(jie)觸(chu)。
4. 試(shi)(shi)驗溶(rong)液應高出(chu)最上(shang)層試(shi)(shi)樣20mm以(yi)上(shang),每次試(shi)(shi)驗都應使用新(xin)的試(shi)(shi)驗溶(rong)液。注:仲裁試(shi)(shi)驗時,試(shi)(shi)驗溶(rong)液量按試(shi)(shi)樣表面積計算,其量在8mL/c㎡以(yi)上(shang)。
5. 將燒(shao)瓶放在加熱(re)裝(zhuang)置上,通以冷(leng)卻水(shui),加熱(re)試驗溶液,使之保持微沸狀態。試樣(yang)連(lian)續16小時(shi)。
6. 試驗后取出試樣,洗凈,干燥,彎曲。
四、試驗結果評定
1. 壓力加(jia)工件和焊接(jie)件試樣彎(wan)曲角(jiao)(jiao)度(du)為180°,焊接(jie)接(jie)頭沿熔合(he)線進行(xing)彎(wan)曲。鑄鋼件彎(wan)曲角(jiao)(jiao)度(du)為90°。
2. 試樣(yang)彎曲用的壓(ya)頭(tou)直(zhi)徑(jing),當試樣(yang)厚(hou)度(du)不大于(yu)1mm時,壓(ya)頭(tou)直(zhi)徑(jing)為1mm;當試樣(yang)厚(hou)度(du)大于(yu)1mm時,壓(ya)頭(tou)直(zhi)徑(jing)為5mm。
3. 彎曲后的(de)試樣在10倍放大鏡下觀察彎曲試樣外表面(mian),有無因晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)而產生的(de)裂紋(wen)(wen),從試樣的(de)彎曲部位(wei)棱(leng)角產生的(de)裂紋(wen)(wen),以及(ji)不伴有裂紋(wen)(wen)的(de)滑(hua)移(yi)線,縐紋(wen)(wen)和(he)表面(mian)粗糙等都不能認為是晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)而產生的(de)裂紋(wen)(wen)。
4. 試樣不能進行彎曲(qu)評定或彎曲(qu)的(de)裂紋難以判(pan)定時,則(ze)采用金相(xiang)(xiang)法觀(guan)察。金相(xiang)(xiang)磨片經浸蝕(shi)后(hou),在(zai)顯微鏡下(xia)觀(guan)察(150~500倍),晶間(jian)腐蝕(shi)深度值不得(de)超(chao)過5μm。
五、試(shi)驗(yan)報告
1. 記錄(lu)試(shi)樣種類,熱處理制度等;
2. 記錄試(shi)樣彎曲角度及10倍放大鏡觀察后,晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)傾向結果(guo);
3. 如(ru)果(guo)用金相法判定時,應記錄晶間腐蝕深度值。

