奥氏体不锈钢的常见腐蚀及避免措施
奥氏体不锈钢的焊接缺陷及防止措施
奥氏体不锈钢的焊接缺陷及防止措施不锈钢是指主加元素Cr高于12%,能使钢处于钝化状态、又具有不锈钢特性的钢。
不锈钢根据其显微组织分为铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体+铁素体型和沉淀硬化型不锈钢。
奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯奥氏体,也有一些为奥氏体+少量铁素体,这种少量铁素体有助于防止热裂纹。
一、奥氏体不锈钢的焊接特点:1、容易出现热裂纹。
防止措施:(1)尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体的含量控制在3-5%以下。
因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。
（2）尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。
2、晶间腐蚀根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。
防止措施:（1）采用低碳或超低碳的焊材,如A002等;采用含钛、铌等稳定化元素的焊条,如A137、A132等。
（2）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为奥氏体+铁素体的双相组织,(铁素体一般控制在4-12%)。
（3）减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度。
（4）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理3、应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。
奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
应力腐蚀开裂防止措施:(1)合理制定成形加工和组装工艺,尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑)。
(2)合理选择焊材:焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体等;(3)采取合适的焊接工艺:保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等;采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平;(4)消除应力处理:焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。
不锈钢晶间腐蚀控制措施
不锈钢晶间腐蚀控制措施1 问题的提出技术统一规定中通常包括“奥氏体不锈钢制容器用于可能引起晶间腐蚀的环境, 焊后应做固溶或稳定化处理”, 提出这样的要求, 自有其存在的合理性。
但即使设计人员在图样的技术要求中提出这一条, 要求制造厂进行不锈钢制容器(比如换热器) 的焊后热处理, 由于实际热处理工艺参数难以控制和其他一些意想不到的困难, 通常难以达到设计人员提出的理想要求, 实际上在役的不锈钢设备绝大部分是在焊后态使用。
这就促使我们去思考:晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最常见的腐蚀形式, 那么产生晶间腐蚀的机理是什么? 在什么介质环境下会引起晶间腐蚀?防止和控制晶间腐蚀的主要方法有哪些?奥氏体不锈钢制容器用于可能引起晶间腐蚀的环境焊后是否都要热处理?本文查阅有关的标准、规范,专著,结合生产实际谈谈个人看法。
2 晶间腐蚀的产生机理晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀, 腐蚀沿着金属或合金晶粒边界或它的临近区域发展, 而晶粒腐蚀很轻微,这种腐蚀便称为晶间腐蚀,这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱。
严重的晶间腐蚀,可使金属失去强度和延展性,在正常载荷下碎裂。
现代晶间腐蚀理论, 主要有贫铬理论和晶界杂质选择溶解理论。
2. 1 贫铬理论常用的奥氏体不锈钢, 在氧化性或弱氧化性介质中之所以产生晶间腐蚀, 多半是由于加工或使用时受热不当引起的。
所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却通过450～850 ℃温度区, 钢就会对晶间腐蚀产生敏感性。
所以这个温度是奥氏体不锈钢使用的危险温度。
不锈钢材料在出厂时已经固溶处理,所谓固溶处理就是把钢加热至1050～1150 ℃后进行淬火, 目的是获得均相固溶体。
奥氏体钢中含有少量碳, 碳在奥氏体中的固溶度是随温度下降而减小的。
如0Cr18Ni9Ti , 在1100 ℃时, 碳的固溶度约为0. 2 % , 在500～700 ℃时, 约为0.02 %。
所以经固溶处理的钢,碳是过饱和的。
当钢无论是加热或冷却通过450～850 ℃时,碳便可形成( Fe 、Cr) 23C6 从奥氏体中析出而分布在晶界上。
预防奥氏体不锈钢材料晶间腐蚀的措施
预防奥氏体不锈钢材料晶间腐蚀的措施预防奥氏体不锈钢材料晶间腐蚀的措施1. 了解晶间腐蚀的原因晶间腐蚀是奥氏体不锈钢材料常见的腐蚀形式之一，其主要原因是晶界处的铬被耗尽，导致晶界区域的电位降低，进而引发腐蚀。
了解晶间腐蚀的原因，对于采取正确有效的预防措施至关重要。
2. 合理设计合金成分调整不锈钢材料的合金成分，是预防晶间腐蚀的重要手段之一。
通过控制含碳量、添加稳定元素如钼、铌等，可以有效提高晶界处的耐腐蚀性能，减少晶间腐蚀的风险。
3. 控制材料的冷处理过程材料的冷处理过程对于晶间腐蚀的抑制起着至关重要的作用。
合理控制冷处理温度、时间以及冷却速率，可以减少或避免晶间腐蚀的发生。
此外，采用稳定化处理，如固溶态稳定化处理和时效稳定化处理，也能有效提高晶间腐蚀的抗性。
4. 选择合适的焊接方法和焊接材料在使用奥氏体不锈钢材料进行焊接时，选择适合的焊接方法和焊接材料对于预防晶间腐蚀至关重要。
采用低碳含量的焊材、合理的焊接工艺以及合适的预热和后热处理措施，能够减少晶间腐蚀的风险。
5. 加强材料的表面保护为了进一步增强奥氏体不锈钢材料的抗晶间腐蚀能力，可以通过加强表面保护措施来实现。
例如，采用适当的氧化膜处理、增加材料的表面硬度、提高表面平整度等方式，可以有效降低晶间腐蚀的风险。
6. 加强使用维护管理除了上述措施外，加强使用维护管理也是预防奥氏体不锈钢材料晶间腐蚀的重要环节。
定期检查材料的表面情况、应用环境的腐蚀性、保持材料的清洁和干燥等，都可以帮助延长材料的使用寿命，并减少晶间腐蚀的发生。
通过上述措施的综合应用，可以大大降低奥氏体不锈钢材料晶间腐蚀的风险，提高材料的使用寿命和综合性能。
预防奥氏体不锈钢材料晶间腐蚀的措施（续）7. 避免接触有害物质和介质接触有害物质和腐蚀性介质是导致晶间腐蚀的主要原因之一。
因此，避免不锈钢材料与有害化学物质、强酸、强碱等具有腐蚀性的介质接触是非常重要的。
选择合适的存放和使用环境，以及采取密封和屏障保护措施，可以有效降低晶间腐蚀的风险。
奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施
设备运维奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施黄慧（柳州市特种设备检验所，广西柳州545006）摘要：奥氏体不锈钢压力容器由于出现晶间腐蚀情况，会使整个结构出现早期失效情况，不仅会对钢材的正常使用造成影响，还会导致出现生产事故，增加企业的经济损失，还会提升人力物力成本。
所以需要深入探索奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀的产生原因，并且按照不同原因提出针对性地预防处理措施，全面发挥出奥氏体不锈钢的性能，促进社会的发展。
关键词：奥氏体不锈钢；压力容器；晶间腐蚀；原因随着工业生产的快速发展，在现代石油行业，制药行业以及化工行业等均已广泛应用不锈钢制品，该类物品在国民经济发展中具有重要作用。
然而由于企业在使用不锈钢时没有正确认识该种材料，因此时常发生生产事故问题[1]。
由于奥氏体不锈钢压力容器所产生的晶间腐蚀会对该压力容器的运行安全性和稳定性造成极大影响，因此本文主要是探讨分析奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因，希望能够找寻到降低晶间腐蚀破坏影响的措施，从前期设计以及认知等方面入手，希望能够预防和处理奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀问题，并且为相关人员起到参考性价值。
1奥氏体不锈钢的基本分析一般情况下，不锈钢是指暴露在空气中能够抵抗腐蚀的钢材料，按照钢材组织结构可以分为奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体不锈钢，铁素体不锈钢以及马氏体不锈钢；按照化学成分可以将不锈钢分为铬镍不锈钢和铬不锈钢。
其中应用最为普遍的是奥氏体不锈钢。
纯铁在常温条件下的存在形式为α-Fe，该存在形式晶格为体心立方结构，单位晶胞原子数为2，致密度为0.68。
纯铁在高温环境下晶体结构为γ-Fe，晶格为面心立方结构，单位晶胞原子数为4，致密度为0.74。
晶格以此为单位进行扩展，邻近晶格共用同一个原子，这样能够扩大为立体结构。
若材料由单晶格扩展形成，就属单晶，比如电子行业所使用的单晶硅[2]。
若材料是由多种晶格所共同发展，则属于多晶体，奥氏体不锈钢的晶间是两个独立晶格所相交的位置。
不锈钢腐蚀原因及预防措施详解
不锈钢腐蚀原因及预防措施详解一、不锈钢引起点蚀的因素及防止措施不锈钢极好的耐腐蚀性能是由于在钢的表面形成看不见的氧化膜，使其成为是钝态的。
该钝化膜的形成是由于钢暴露在大气中时与氧反应，或者是由于与其他含氧的环境接触的结果。
如果钝化膜被破坏，不锈钢就将继续腐蚀下去。
在很多情况下，钝化膜仅仅在金属表面和局部地方被破坏，腐蚀的作用在于形成细小的孔或凹坑，在材料表面产生无规律分布的小坑状腐蚀。
出现点蚀很可能是存在与去极剂化合的氯化物离子，不锈钢等钝态金属的点蚀常起因于某些侵蚀性阴离子对钝化膜的局部破坏，保护有高耐腐蚀性能的钝态通常需要氧化环境，但正好这也是出现点蚀的条件。
产生点蚀的介质是在C1-、Br-、I-、ClO4-溶液中存在Fe3+、Cu2+、Hg2+等重金属离子或者含有H2O2、O2等的Na+、Ca2+碱和碱土金属离子的氯化物溶液。
点蚀速率随温度升高而增加。
例如在浓度为4%-10%氯化钠的溶液中，在90℃时达到点蚀造成的重量损失最大；对于更稀的溶液，最大值出现在较高的温度。
防止点蚀的方法：（1）避免卤素离子集中。
（2）保证氧或氧化性溶液的均匀性，搅拌溶液和避免有液体不流动的小块区域。
（3）或者提高氧的浓度，或者去除氧。
（4）增加pH值。
与中性或酸性氯化物相比，明显碱性的氯化物溶液造成的点蚀较少，或者完全没有（氢氧离子起防腐蚀剂的作用）。
（5）在尽可能低的温度下工作。
（6）在腐蚀性介质中加入钝化剂。
低浓度的硝酸盐或铬酸盐在很多介质中是有效的（抑制离子优先吸咐在金属表面上，因此防止了氯化物离子吸咐而造成腐蚀）。
（7）采用阴极防腐。
有证据表明，用与低碳钢、铝或锌电隅合阴极保护的不锈钢在海水中不会造成点蚀。
含钼2%-4%的奥氏体型不锈钢具有良好的耐点蚀性能。
使用含钼奥氏体型不锈钢可显著减少点蚀或一般腐蚀，腐蚀介质例如氢化钠溶液、海水、亚硫酸、硫酸、磷酸和甲酸。
二、不锈钢的晶间腐蚀及预防措施含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢（不含钛或铌的牌号），如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。
简述奥氏体不锈钢降低晶间腐蚀倾向的措施。
简述奥氏体不锈钢降低晶间腐蚀倾向的措施
奥氏体不锈钢是一种常用的不锈钢材料，具有良好的机械性能和抗腐蚀性能。
然而，由于碳元素在奥氏体晶粒的晶界处形成铬碳化物，导致晶间腐蚀倾向增大。
为了降低奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向，需要采取以下措施：
1. 控制碳含量：降低奥氏体不锈钢中的碳含量可以有效减少晶界处的铬碳化物。
通常，将碳含量限制在0.03%以下可以显著降低晶间腐蚀倾向。
2. 添加稳定元素：添加稳定元素，如钛、钽或铌，可以与碳元素结合形成稳定的碳化物，减少铬碳化物的形成。
这些稳定元素可以将碳的溶解度降低至晶界处的铬碳化物形成的温度以下，从而抑制晶界的腐蚀倾向。
3. 低温退火处理：低温退火处理可以消除奥氏体不锈钢中的残余应力，并在晶界处重新分布碳和稳定元素，从而减少铬碳化物的形成。
低温退火温度通常在750-850℃之间。
4. 加工变形：通过加工变形，可以使奥氏体不锈钢中的晶粒变细，晶粒边界更均匀。
这样可以减少晶界的铬碳化物形成，从而降低晶间腐蚀倾向。
5. 控制铬含量：在适当的范围内控制奥氏体不锈钢中的铬含量，既可以提高其耐腐蚀性能，又可以减少晶界处的铬碳化物形成和晶间腐蚀倾向。
6. 添加其他合金元素：将其他合金元素添加到奥氏体不锈钢中，如钼、锌和镍等可以减少晶界的铬碳化物形成。
这些合金元素能够抑制晶界的腐蚀倾向，提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
降低奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向需要控制碳含量、添加稳定元素、进行低温退火处理、加工变形、控制铬含量以及添加其他合金元素等措施。
这些措施可以有效抑制铬碳化物的形成，提高奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能。
奥氏体钢的腐蚀形式与防护措施
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腐蚀形式与防护措施
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崔重 ．证 善进 行特 臻处 理程 序 束 防止 事战 螗 栽 蛊 生是 非 常重要 撂 护措 施 。
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奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施
奥氏体不锈钢压力容器晶间腐蚀原因及预防措施摘要：碳析出相是产生奥氏体不锈钢晶间腐蚀问题的最主要因素。
晶间侵蚀并不在金属材料外表上产生损伤痕迹，但金属材料外表仍有光泽，而事实上，晶粒之间的相互作用力还在不断地减小，在冷弯影响下，金属材料外表极易形成裂纹，甚至会对钢制的压力容器产生损伤。
晶间侵蚀的遮蔽性和摧毁力都较强，所产生的影响也相当严重。
对奥氏体不锈钢压力容器晶间侵蚀问题可采取相应的的防治和解决方法，如使用超低碳不锈钢板，在热技术完成后进行热固溶强化处理后，再进行热稳定性管理、均匀化处理后，在焊缝中减小热线能量注入，并进行焊缝控制。
通过上述方法的使用，可大大降低奥氏体不锈钢压力容器发生晶间腐蚀现象的概率。
关键词：奥氏体不锈钢；压力容器；晶间腐蚀原因；预防措施1概述不锈钢板材，因为其具备优异的抗均匀腐蚀性能、加工工艺性能和力学性能，作为钢制压力容器中（包括固定式和移动式压力容器、热交换器等）使用较广泛的抗蚀金属板材。
奥氏体不锈钢因其优异的综合性能，达到不锈钢材料生产量和使用率的百分之七十左右。
不过，因为奥氏体不锈钢容器材料在强氧化和弱氧化介质中可能形成晶间腐蚀现象，或造成材料局部腐蚀穿漏，并使材料力学特点失效等，因此导致晶间腐蚀或失效的研究和防治仍是奥氏体不锈钢在压力容器研究中至关重要的组成部分。
2 奥氏体不锈钢的基本分析通常情况下，不锈钢是指一种裸露于空气中能够抵抗侵蚀的钢质，而依照钢的结构又能够区分奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体不锈钢，铁素体不锈钢或者马氏体不锈钢；按照化学性质，可把不锈钢区分铬镍不锈钢和铬不锈钢。
而使用较为广泛的是奥氏体不锈钢。
纯铁在常温环境下的主要存在方式是α-Fe，其主要存在方式的晶格形式为一体心立方结构，每单位晶胞原子序数2，0.68的致密度。
纯铁在高温条件下晶体结构为γ-Fe，晶体为面心立方体形式，单晶胞原子序数4，0.74的致密度。
晶体可以为单元结构加以延伸，相邻晶体中共享同一个原子，这样就可以扩展成立体结构。
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奥氏体不锈钢的常见腐蚀及避免措施
古晓辉
(江西东风药业股份有限公司工程维修部)
摘要:奥氏体不锈钢的常见腐蚀、腐蚀机理及采取避免措施
关键词:奥氏体不锈钢腐蚀机理措施
在不锈钢中,铬镍奥氏体不锈钢(以Cr18Ni9为基本型)得到广泛应用,其产量占不锈钢产量的70%左右,常见的品种有316(O Cr17Ni12Mo2)、316L (OO Cr17Ni14Mo2)、304(OCr18Ni9)、304L(00Cr18Ni10)及321(OCr18Ni10Ti),不同型号不锈钢合金元素的组成(见下表):
组成
316
OCr17Ni12Mo2
316L
OO Cr17Ni14Mo2
304
O Cr18Ni9
304L
O Cr18Ni10
321
OCr18Ni10Ti
C碳[0.06%[0.03%[0.06%[0.03%[0.06%
Si硅[1%[1%[1%[1%[1%
Mn锰[2%[2%[2%[2%[2%
P磷[0.035%[0.035%[0.035%[0.035%[0.035%
S硫[0.03%[0.03%[0.03%[0.03%[0.03%
Ni镍16%-18%16%-18%8%-11%8%-12%8%-12%6 Cr铬12%-14%14%-16%17%-19%17%-19%17%-19% Mo钼 1.8%- 2.5% 1.8%- 2.5%
其它Ti:@C%-0.6
它们的共同特点是具有耐腐蚀性和较好的耐热性。
然而,/耐腐蚀0性是相对的,其/耐腐蚀0性是指在一定的外界条件和一定的腐蚀介质中,具有高的化学稳定性的特性。
但此类不锈钢在某些介质情况下使用,会产生晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀等类型的腐蚀,特别是在含氯离子的介质中尤会产生腐蚀,众所周知,在二次大战中,有人曾用普通奥氏体不锈钢建造扫雷艇在海水中使用,其根据是奥氏体不锈钢也是非磁性的,而且比木材(高级),但这艘船并未投入使用,在试航期间就是由于发生应力腐蚀破裂而损坏。
通常采用超低碳或低碳不锈钢的方法来解决,但超低碳或低碳不锈钢不是解决此类腐蚀的根本方法,因此类腐蚀还与其它因素有关。
笔者曾作过这样的试验,在无菌液贮罐(外带夹套,夹套内走氯化钙)的制作中,筒体材料一台选316L,而一台选321,对其在制造中考虑到其它因素(从结构、焊接工艺、制后处理等方面加以保证)。
结果3161L贮罐只使用了3-4月就出现腐蚀,而另一台321贮罐使用近两年还没出现腐蚀。
因此,我们在实际应用中要想合理选用奥氏体不锈钢,就得了解其腐蚀机理,从而采用相应的避免腐蚀措施。
1、奥氏体不锈钢的腐蚀机理:
奥氏体不锈钢的常见腐蚀:有晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀等。
1.1当奥氏体不锈钢在制造和焊接时,加热温度和加热速度处在敏化温度区域时,材料中过饱和碳就会在晶粒边界首先析出,并与铬结合形成碳化铬,此时碳在奥氏体内的扩散速度比铬扩散速度大,铬来不及补充晶界由于形成碳化铬而损失的铬,结果晶界的铬的含量不断降低,形成贫铬区,使电极电位下降,当与含氯离子等腐蚀介质接触时,就会引起微电池腐蚀。
虽然腐蚀仅在晶粒表面,但却迅速深入内部形成晶间腐蚀。
由此,我们知道产生晶间腐蚀的原因有:只有在
220江西化工2006年第4期
敏化温度区域内,才会造成贫铬区;还与其含碳量有关,含碳量越多,贫铬区渗入晶界的深度越大,从而引起晶间腐蚀。
1.2奥氏体不锈钢点蚀的原因,当材料与含氯离子等腐蚀介质接触时,氯离子在材料钝化膜的缺陷地方,如夹杂物、贫铬区、晶界、焊缝热影响区等处,侵入钝化膜,与金属离子结合形成强酸盐而溶解钝化膜,从而形成微电池,产生点蚀。
1.3应力腐蚀是在拉应力和腐蚀介质联合作用下金属材料所发生的局部腐蚀破坏,破坏形态是裂纹、裂缝直至断裂。
这是一种危害十分严重的局部腐蚀。
2、奥氏体不锈钢常见的避免腐蚀措施:
2.1降低不锈钢中含碳量,可避免或减少碳化铬在晶间析出,从而减少或避免晶间腐蚀。
如选用316L (O OCr17Ni14Mo2)、304L(OO Cr18Ni10)等超低碳不锈钢。
2.2固溶处理,在高温作用下使碳化物全部溶解在奥氏体中,从而消除晶间腐蚀的倾向。
2.3材料在焊接时,采用自动氩弧焊(无自动氩弧焊时采用手工氩弧焊,低电流并快速冷却),并可用水激冷却,减少热影响区,从而减少或避免晶间腐蚀和点蚀。
2.4焊接后需抛光,内壁作酸洗钝化处理,使材料内表面形成钝化膜,能延缓或避免氯离于穿透钝化膜而产生点蚀。
2.5增加钼的含量,能有效地防止点蚀,这与氯离子结成MoO CL2保护膜有关。
2.6在结构设计上,减少焊缝或错开安排焊缝,对高温使用的材料要设热补偿结构,从而减少热影响或应力集中区域,从而减少应力腐蚀倾向。
2.7增加镍含量,加入较低多的硅,降低杂质P、N含量,有利于提高其耐氯化物应力腐蚀破坏性能。
3、总结
由此看来,对奥氏体不锈钢选择需要充分考虑各相关因素,对防止奥氏体不锈钢腐蚀起着重要的作用。
参考文献
GB14976、GB13296
221
2006年12月奥氏体不锈钢的常见腐蚀及避免措施。