1926年Hatfeild 曾采用硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅溶液試驗(yan)敏(min)化不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。后(hou)來Strauss等(deng)人(ren)做了(le)改進,最后(hou)發(fa)展成(cheng)為(wei)(wei)一(yi)種常(chang)用的(de)(de)(de)檢(jian)驗(yan)奧氏體不銹鋼(gang)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)標準試驗(yan)方法(fa)。不銹鋼(gang)在(zai)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅試驗(yan)中的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位在(zai)+0.3~+0.58V范(fan)(fan)圍內(nei)(相對于標準氫電(dian)(dian)極)。在(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)電(dian)(dian)位范(fan)(fan)圍內(nei),晶(jing)粒(18%Cr-10%Ni)表面的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度最小(xiao),為(wei)(wei)0.1μA/c㎡,而(er)貧鉻(ge)區(qu)(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度很(hen)大(da),為(wei)(wei)10μA/c㎡或(huo)更大(da)一(yi)些。如果敏(min)化嚴(yan)重(zhong),例(li)如鉻(ge)量為(wei)(wei)7.5%(重(zhong)量)時,貧鉻(ge)區(qu)將(jiang)被腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度大(da)于105μA/c㎡.這(zhe)(zhe)樣(yang)大(da)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度差,將(jiang)會(hui)引(yin)起(qi)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。但是(shi)在(zai)這(zhe)(zhe)種腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質中,除了(le)表面上少數幾個晶(jing)粒脫落外,一(yi)般不會(hui)產生(sheng)(sheng)晶(jing)粒的(de)(de)(de)脫落,腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)只局限在(zai)1μm級(ji)厚度的(de)(de)(de)貧鉻(ge)區(qu)進行。因(yin)此不像65%硝酸(suan)試驗(yan)和硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)鐵試驗(yan)那樣(yang)會(hui)引(yin)起(qi)明顯(xian)的(de)(de)(de)重(zhong)量損失。但大(da)部(bu)分的(de)(de)(de)晶(jing)粒因(yin)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)變(bian)得(de)像沒有粘接的(de)(de)(de)磚砌結構一(yi)樣(yang)。因(yin)此,不能(neng)用重(zhong)量法(fa)來判(pan)斷晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)。然而(er),電(dian)(dian)阻(zu),機械性(xing)能(neng)卻發(fa)生(sheng)(sheng)了(le)明顯(xian)的(de)(de)(de)改變(bian),故彎曲(qu)裂紋(wen)、電(dian)(dian)阻(zu)和抗拉強度變(bian)化乃是(shi)這(zhe)(zhe)一(yi)試驗(yan)方法(fa)的(de)(de)(de)較好評判(pan)依據。


  在硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅溶(rong)液中(zhong)腐(fu)蝕電(dian)(dian)位是(shi)處在+0.3~+0.58V范圍(wei)的(de)上限(xian)部分(如+0.58V處)。但是(shi),把(ba)金(jin)屬銅屑或銅丸(wan)放入溶(rong)液中(zhong)并與試(shi)樣(yang)接觸時(shi)(shi),試(shi)樣(yang)的(de)電(dian)(dian)位變(bian)得和銅的(de)電(dian)(dian)位相同(tong),為(wei)+0.3V(對標(biao)準氫電(dian)(dian)極(ji))。也(ye)就是(shi)根據Cu2+、Cu+和Cu的(de)共存(cun)電(dian)(dian)位,并在此電(dian)(dian)位下保持恒定。在這(zhe)一(yi)電(dian)(dian)位下,它(ta)可能(neng)在活化區內腐(fu)蝕。晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕的(de)穿透速度很(hen)大,可以把(ba)試(shi)驗(yan)時(shi)(shi)間(jian)縮短到24小時(shi)(shi),甚至(zhi)有(you)些鋼種還(huan)經不(bu)起這(zhe)樣(yang)長的(de)浸蝕,試(shi)驗(yan)時(shi)(shi)間(jian)還(huan)可以縮短到15小時(shi)(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(gang)304L不銹鋼316不銹鋼316L不(bu)銹鋼、317不銹鋼、317L不銹(xiu)鋼(gang)321不銹(xiu)鋼(gang)347不(bu)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、試樣尺(chi)寸(cun)及制備


 焊(han)接試樣應從(cong)與產品(pin)鋼材相(xiang)同而且焊(han)接工藝也相(xiang)同的試板上選取(qu)。


 試(shi)樣(yang)(yang)尺寸選(xuan)取方法見(jian)(jian)表(biao) 2-4 ,焊(han)接(jie)試(shi)樣(yang)(yang)、焊(han)條試(shi)樣(yang)(yang)及堆焊(han)焊(han)條試(shi)樣(yang)(yang)的選(xuan)取方法分別見(jian)(jian)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(ju)切(qie)取(qu),如用剪切(qie)時,應通(tong)過(guo)切(qie)削或(huo)研磨方法除去剪切(qie)的影響(xiang)部(bu)分。


 試(shi)樣上(shang)有氧化皮時,要通過(guo)切(qie)削或研(yan)(yan)磨除掉。需要敏(min)化處理的試(shi)樣,應(ying)在敏(min)化處理后行研(yan)(yan)磨。


  試樣切(qie)取(qu)及表(biao)面研磨時,應(ying)防止過熱,被試驗的(de)(de)試樣表(biao)面粗(cu)糙度Ra 必(bi)須小于0.8μm。不(bu)能進行研磨的(de)(de)試樣,根(gen)據雙(shuang)方協議也可以采(cai)用其(qi)他方法(fa)處(chu)理。


 焊(han)接(jie)(jie)試樣直接(jie)(jie)以焊(han)后狀態進(jin)行試驗。對焊(han)后還要經過350℃以上熱加工的焊(han)接(jie)(jie)件,試樣焊(han)后還應進(jin)行敏化處理(li),敏化處理(li)制度在協議中另行規定。


三、試驗條件和步驟


  1. 試驗(yan)溶液:將(jiang)100g硫(liu)酸(suan)銅(GB 665,分(fen)析(xi)純)溶解于700mL蒸餾水或去離(li)子水中(zhong)再(zai)加入100mL硫(liu)酸(suan)(GB 625,優(you)級純),用蒸餾水或去離(li)子水稀(xi)釋(shi)至(zhi)1000mL,配制成硫(liu)硫(liu)酸(suan)銅溶液。


  2. 試驗前將試樣用(yong)適當的溶劑或洗滌劑(非氯化物)去油并(bing)干燥。


  3. 在燒(shao)瓶(ping)底部鋪(pu)一層銅(tong)屑(GB-466 純(chun)度不小于99.5%),然后放置試(shi)樣。保(bao)證每個試(shi)與銅(tong)屑接觸的情況下,同一燒(shao)瓶(ping)中允許(xu)放幾(ji)層同一鋼種的試(shi)樣,但是,試(shi)樣之間要互不接觸。


  4. 試驗(yan)溶液(ye)應(ying)高(gao)出最上(shang)層(ceng)試樣(yang)20mm以上(shang),每次試驗(yan)都應(ying)使用新的試驗(yan)溶液(ye)。注:仲(zhong)裁試驗(yan)時,試驗(yan)溶液(ye)量(liang)按試樣(yang)表面積(ji)計(ji)算,其量(liang)在8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將燒瓶放在加(jia)熱裝置上,通(tong)以冷卻水,加(jia)熱試驗溶液,使之保持微沸狀態。試樣連續16小時(shi)。


  6. 試驗后(hou)取出試樣,洗(xi)凈,干燥,彎曲。


四(si)、試驗結(jie)果評(ping)定


  1. 壓(ya)力加工件(jian)(jian)和焊(han)接(jie)件(jian)(jian)試樣彎曲(qu)角(jiao)度為(wei)180°,焊(han)接(jie)接(jie)頭沿(yan)熔合線進行彎曲(qu)。鑄(zhu)鋼件(jian)(jian)彎曲(qu)角(jiao)度為(wei)90°。


  2. 試(shi)(shi)樣彎曲用的(de)壓(ya)頭直(zhi)徑(jing),當(dang)試(shi)(shi)樣厚(hou)度(du)不(bu)大于(yu)1mm時,壓(ya)頭直(zhi)徑(jing)為1mm;當(dang)試(shi)(shi)樣厚(hou)度(du)大于(yu)1mm時,壓(ya)頭直(zhi)徑(jing)為5mm。


  3. 彎曲后(hou)的(de)試(shi)樣(yang)在10倍放大鏡下觀察彎曲試(shi)樣(yang)外(wai)表面(mian),有無因晶間腐蝕而產生的(de)裂(lie)紋,從試(shi)樣(yang)的(de)彎曲部位棱角產生的(de)裂(lie)紋,以(yi)及不伴有裂(lie)紋的(de)滑移線,縐紋和表面(mian)粗糙等都不能認為是晶間腐蝕而產生的(de)裂(lie)紋。


  4. 試樣(yang)不能進行彎曲評定(ding)或(huo)彎曲的裂紋難以(yi)判定(ding)時,則采用金(jin)相法觀(guan)察。金(jin)相磨片(pian)經浸蝕后(hou),在(zai)顯微鏡下觀(guan)察(150~500倍(bei)),晶間腐(fu)蝕深度(du)值不得超過5μm。


五(wu)、試驗報告


  1. 記錄試樣種類,熱處理制度等;


  2. 記錄試樣彎曲角(jiao)度及10倍放大(da)鏡(jing)觀察(cha)后,晶間腐蝕傾向結果;


  3. 如果(guo)用金相法判定時,應記(ji)錄晶間腐蝕深度值(zhi)。