1926年Hatfeild 曾采用(yong)硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅溶液試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)敏(min)化(hua)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。后來Strauss等(deng)人做了改進(jin),最(zui)后發展(zhan)成為(wei)一(yi)(yi)種(zhong)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢驗(yan)(yan)奧氏體不銹鋼晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標準試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法。不銹鋼在(zai)(zai)硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸銅試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)位(wei)(wei)在(zai)(zai)+0.3~+0.58V范圍內(nei)(相對于(yu)標準氫電(dian)極)。在(zai)(zai)這一(yi)(yi)電(dian)位(wei)(wei)范圍內(nei),晶(jing)(jing)粒(li)(li)(18%Cr-10%Ni)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度最(zui)小(xiao),為(wei)0.1μA/c㎡,而貧鉻(ge)區(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度很(hen)大(da),為(wei)10μA/c㎡或更大(da)一(yi)(yi)些。如(ru)果敏(min)化(hua)嚴(yan)重(zhong)(zhong)(zhong),例如(ru)鉻(ge)量為(wei)7.5%(重(zhong)(zhong)(zhong)量)時,貧鉻(ge)區將被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度大(da)于(yu)105μA/c㎡.這樣(yang)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度差,將會(hui)引(yin)起(qi)嚴(yan)重(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。但是(shi)在(zai)(zai)這種(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)中(zhong)(zhong),除(chu)了表(biao)(biao)面上少數幾個晶(jing)(jing)粒(li)(li)脫落外,一(yi)(yi)般不會(hui)產生(sheng)晶(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫落,腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)只(zhi)局限在(zai)(zai)1μm級厚(hou)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)貧鉻(ge)區進(jin)行。因此(ci)不像65%硝酸試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)和硫(liu)(liu)酸-硫(liu)(liu)酸鐵(tie)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)那樣(yang)會(hui)引(yin)起(qi)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量損(sun)失。但大(da)部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)因晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)變得像沒(mei)有(you)粘接的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磚砌結構一(yi)(yi)樣(yang)。因此(ci),不能(neng)用(yong)重(zhong)(zhong)(zhong)量法來判斷晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)。然而,電(dian)阻,機械(xie)性(xing)能(neng)卻(que)發生(sheng)了明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變,故(gu)彎曲裂紋、電(dian)阻和抗拉強度變化(hua)乃是(shi)這一(yi)(yi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)方(fang)法的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較好評(ping)判依據。


  在(zai)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅(tong)(tong)溶液(ye)中腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)是處在(zai)+0.3~+0.58V范(fan)圍的(de)上限部分(如(ru)+0.58V處)。但是,把金屬(shu)銅(tong)(tong)屑(xie)或(huo)銅(tong)(tong)丸放(fang)入溶液(ye)中并(bing)與(yu)試樣接觸時,試樣的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)變(bian)得(de)和(he)銅(tong)(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)位(wei)相同,為+0.3V(對標準氫電(dian)(dian)(dian)極(ji))。也就是根據Cu2+、Cu+和(he)Cu的(de)共存電(dian)(dian)(dian)位(wei),并(bing)在(zai)此電(dian)(dian)(dian)位(wei)下(xia)保持恒定(ding)。在(zai)這一電(dian)(dian)(dian)位(wei)下(xia),它可(ke)能在(zai)活化區內腐(fu)蝕(shi)(shi)。晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)穿透速度很大,可(ke)以(yi)把試驗時間縮(suo)(suo)短到24小(xiao)時,甚至有些鋼種還(huan)經不起這樣長的(de)浸(jin)蝕(shi)(shi),試驗時間還(huan)可(ke)以(yi)縮(suo)(suo)短到15小(xiao)時。


一(yi)、應用范(fan)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304L不銹鋼316不銹鋼316L不銹鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼321不(bu)銹(xiu)鋼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、試樣尺寸及制備


 焊(han)(han)接試樣(yang)應從與(yu)產品(pin)鋼(gang)材相(xiang)同而(er)且(qie)焊(han)(han)接工藝也相(xiang)同的(de)試板上選取。


 試(shi)樣(yang)尺寸選(xuan)取方法見表 2-4 ,焊接試(shi)樣(yang)、焊條(tiao)試(shi)樣(yang)及堆焊焊條(tiao)試(shi)樣(yang)的選(xuan)取方法分別見圖(tu)2-8、圖(tu)2-9、圖(tu)2-10、圖(tu)2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣用鋸切(qie)取,如(ru)用剪(jian)切(qie)時,應通過切(qie)削或(huo)研磨方(fang)法除去剪(jian)切(qie)的影響部分。


 試樣上有氧化(hua)(hua)皮(pi)時,要通(tong)過切削(xue)或研磨除掉。需要敏化(hua)(hua)處(chu)理的試樣,應在敏化(hua)(hua)處(chu)理后行研磨。


  試(shi)(shi)樣切取及(ji)表面研(yan)磨時,應防止過熱,被(bei)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)試(shi)(shi)樣表面粗糙度Ra 必須(xu)小于0.8μm。不能進行研(yan)磨的(de)試(shi)(shi)樣,根據(ju)雙方協議也可以(yi)采(cai)用其(qi)他方法處理。


 焊接試(shi)樣直接以焊后狀態進(jin)行試(shi)驗。對焊后還要(yao)經(jing)過(guo)350℃以上熱加工的焊接件(jian),試(shi)樣焊后還應(ying)進(jin)行敏化(hua)(hua)處(chu)理,敏化(hua)(hua)處(chu)理制度在協議中另行規定。


三(san)、試(shi)驗(yan)條件和步驟


  1. 試驗(yan)溶(rong)液(ye):將(jiang)100g硫(liu)(liu)酸銅(tong)(GB 665,分(fen)析純)溶(rong)解(jie)于700mL蒸餾水或去(qu)離子(zi)水中再加入100mL硫(liu)(liu)酸(GB 625,優級純),用蒸餾水或去(qu)離子(zi)水稀釋至1000mL,配制成硫(liu)(liu)硫(liu)(liu)酸銅(tong)溶(rong)液(ye)。


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


  3. 在燒瓶(ping)底部鋪一(yi)層銅屑(GB-466 純度不小于99.5%),然后放(fang)置試(shi)樣。保(bao)證每(mei)個試(shi)與銅屑接觸(chu)的情況下,同一(yi)燒瓶(ping)中(zhong)允許放(fang)幾層同一(yi)鋼種(zhong)的試(shi)樣,但是,試(shi)樣之間(jian)要互不接觸(chu)。


  4. 試驗溶液應高(gao)出最上(shang)層試樣(yang)20mm以上(shang),每次試驗都應使用新的(de)試驗溶液。注(zhu):仲裁試驗時(shi),試驗溶液量按試樣(yang)表(biao)面積計算,其(qi)量在8mL/c㎡以上(shang)。


  5. 將(jiang)燒瓶放在加熱(re)裝(zhuang)置上,通以冷卻水,加熱(re)試驗溶液,使之保(bao)持微(wei)沸狀態(tai)。試樣連續16小(xiao)時。


  6. 試(shi)驗后取出試(shi)樣,洗凈,干燥,彎曲。


四(si)、試(shi)驗(yan)結果評(ping)定


  1. 壓力加(jia)工件(jian)和焊接件(jian)試樣(yang)彎(wan)曲(qu)(qu)角度為180°,焊接接頭沿熔合線進(jin)行彎(wan)曲(qu)(qu)。鑄(zhu)鋼件(jian)彎(wan)曲(qu)(qu)角度為90°。


  2. 試(shi)樣彎曲用的壓頭(tou)直徑,當試(shi)樣厚度不大于1mm時,壓頭(tou)直徑為(wei)1mm;當試(shi)樣厚度大于1mm時,壓頭(tou)直徑為(wei)5mm。


  3. 彎(wan)曲后的(de)(de)試樣(yang)(yang)在10倍(bei)放大鏡下(xia)觀察(cha)彎(wan)曲試樣(yang)(yang)外(wai)表(biao)面(mian),有無因(yin)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)而產(chan)生的(de)(de)裂紋(wen)(wen),從試樣(yang)(yang)的(de)(de)彎(wan)曲部位棱角產(chan)生的(de)(de)裂紋(wen)(wen),以及不伴有裂紋(wen)(wen)的(de)(de)滑移(yi)線(xian),縐(zhou)紋(wen)(wen)和(he)表(biao)面(mian)粗糙等都(dou)不能認為(wei)是晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)而產(chan)生的(de)(de)裂紋(wen)(wen)。


  4. 試樣不能(neng)進行彎(wan)曲評定(ding)或彎(wan)曲的裂紋難(nan)以判定(ding)時,則(ze)采用金相法觀察(cha)(cha)。金相磨片(pian)經浸蝕(shi)后,在(zai)顯微鏡下觀察(cha)(cha)(150~500倍),晶間腐(fu)蝕(shi)深(shen)度(du)值不得(de)超(chao)過5μm。


五(wu)、試驗報告


  1. 記錄試(shi)樣種類,熱處理制度等;


  2. 記錄試樣彎曲角度及(ji)10倍(bei)放(fang)大鏡(jing)觀(guan)察后(hou),晶間(jian)腐蝕傾向結果;


  3. 如果用金相法判定時(shi),應記錄晶間腐蝕深度值。