不锈钢晶间腐蚀

材料腐蚀与防护结课作业304奥氏体不锈钢的晶间腐蚀报告班级：成型1303班:旭男学号：304奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢钢中含Cr约18%、 含Ni约8%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。它是一种很常见的不锈钢材 料，业也叫做18/8不锈钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强 度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，具有良好的易切 削性。304奥氏体不锈钢的防锈性能比200系列的不锈钢材料要强，密度为7.93 g/：。它在耐高温方面也比较好，最高可承受1000C1200C。它具有优良 的耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能，加工性能好且韧性高，被广泛应用。适 用于食品的加工储存、家庭用品、汽车配件、医疗器具、化学建材，农业船舶部 件等。304奥氏体不锈钢中最为重要的元素是Ni和Cr，但是又不仅限于这两种元 素。对于304奥氏体不锈钢来说，其成分中的Ni元素十分重要，直接决定着它 的抗腐蚀能力。它正是因为有足够含量的铬，其保护性氧化膜是自愈性的。当其Ct薄膜破坏时， 重新形成新的保护性氧化薄膜。致使它能进行机械加工也不失 去抗氧化性能。然而当金属含铬量不够或某些原因造成不锈钢晶界贫铬，就不能 形成保护性氧化膜。这就说明不锈钢之所以不锈，关键在于要有足够的铬和足够 的氧。此外，Ni与Cr配合，在不锈钢中发挥着重要作用。Ni在不锈钢中的主要作 用在于其改变了钢的晶体结构，形成奥氏体晶体结构，从而改善和加强Cr的钝化机理，其抗晶间腐蚀能力得到提高。表1CSiMnPSCrNiN3040.0101.02.00.0450.031&0/20.0& 00/10.00.103470.081.02.00.0450.0317.0/19.09.00/13.00.103210.081.02.00.0450.0317.0/19.09.00/12.0 Nb等合金元素：不锈钢中加入钛或铌的目的是为了防止晶间 腐蚀。钛和铌都是强碳化物形成元素，它们是作为形成稳定的碳化物，从而防止 晶间腐蚀而加入不锈钢中的。一般认为，晶间腐蚀是C从饱和的奥氏体中以形态 析出，造成晶界处奥氏体贫铬所致，防止晶界贫铬是防止晶间腐蚀的有效方法。将各种元素按与C的亲和力排列，顺序为：TiVNbWMoCrMn。Ti和Nb与C的亲 和力都比Cr大，把它们加入钢中后，C优先与它们结合生成TiC或NbC，这样就避 免了析出 而造成晶界贫铬。为了促使TiC或NbC的析出，含TiC或者NbC的不锈钢必须经过稳定化处理。稳 定化处理一般是在固溶处理后进行，含Ti、Nb的奥氏体不锈钢，在固溶处理后， 将钢加热到850C900C后保温5小时然后空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，Ti 或Nb碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成Cr的碳化 物，因而有效地消除了晶间腐蚀。(3) 固溶淬火处理：把钢加热至950C1150 C左右，保温一段时间，使碳 化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中，然后快速淬火冷却，碳及其它 合金元素来不及析出或少量析出，从而起到防止晶间腐蚀的作用。(4) 调整钢中组织比例，形成双相不锈钢：通过调整钢中奥氏体形成元素与 铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体铁素体双相组织，其中铁素体占5% 12%。这种双相组织不易产生晶间腐蚀，这是因为铁素体含铬量高，能够补充晶 界因形成高铬碳化合物所引起的贫铬，所以具有良好的耐晶间腐蚀能力。又由于 降低了镍含量，比单纯的奥氏体不锈钢强高。双相不锈钢由于具有奥氏体和铁素 体的共同优点，所以近年来发展较快，从分类方面讲已经成为一种新的不锈钢种 类。碳含量是影响奥氏体不锈钢晶间腐蚀的最主要因素，不锈钢中的C含量小于 0.03%，晶间腐蚀敏感性大大降低 淇敏感性随C含量的增加而增加；采用超低C的 不锈钢时，减少钢中杂质的含量和固溶处理，是控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀最有 效的措施；通过固溶后的稳定化处理，可以显著提高304奥氏体不锈钢的耐蚀性能；适当提高固溶温度至1100C,再经850C900C保温的稳定化处理，能稳定 提高不锈钢的抗晶间腐蚀性能。由于奥氏体不锈钢具有优良的综合性能和成熟的加工制造工艺，所以应用会 更加广泛，但是其易发生晶间腐蚀的特性不容忽视。在工程实际应用过程中，要 从设计、选材、制造、安装和操作维护等各环节加以注意，最好从源头上避免发 生晶间腐蚀，也就是使奥氏体不锈钢的工作温度避开敏化区域，否则要从设计角 度上考虑使用应用其它材质，如双相不锈钢、超级不锈钢等。参考文献：1晶莹.304奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究及防护J.Equipment Manufac tringTechnology No.2，20122任中育，晶.奥氏体不锈钢晶间腐蚀原因分析和对策J化工，第18卷2015年第 5期