1926年Hatfeild 曾采(cai)用(yong)硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅(tong)溶液(ye)試驗(yan)(yan)敏化(hua)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。后來Strauss等人(ren)做了改進,最后發(fa)展成為(wei)一(yi)種(zhong)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)檢驗(yan)(yan)奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)試驗(yan)(yan)方法(fa)。不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)銅(tong)試驗(yan)(yan)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)位在+0.3~+0.58V范圍內(相(xiang)對于(yu)標(biao)準(zhun)氫電(dian)(dian)極)。在這(zhe)一(yi)電(dian)(dian)位范圍內,晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(18%Cr-10%Ni)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)最小,為(wei)0.1μA/c㎡,而貧鉻區(qu)(10%Cr-10%Ni)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)很(hen)大(da)(da),為(wei)10μA/c㎡或更大(da)(da)一(yi)些。如果敏化(hua)嚴(yan)重(zhong)(zhong),例如鉻量(liang)為(wei)7.5%(重(zhong)(zhong)量(liang))時,貧鉻區(qu)將被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)大(da)(da)于(yu)105μA/c㎡.這(zhe)樣(yang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)差,將會(hui)引起嚴(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。但是在這(zhe)種(zhong)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質中(zhong),除了表(biao)面上少(shao)數幾(ji)個晶(jing)(jing)(jing)粒(li)脫落外,一(yi)般不(bu)(bu)(bu)(bu)會(hui)產生晶(jing)(jing)(jing)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)脫落,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)只局限在1μm級(ji)厚(hou)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)貧鉻區(qu)進行。因(yin)(yin)此(ci)不(bu)(bu)(bu)(bu)像65%硝(xiao)酸(suan)試驗(yan)(yan)和硫(liu)酸(suan)-硫(liu)酸(suan)鐵試驗(yan)(yan)那樣(yang)會(hui)引起明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)量(liang)損失。但大(da)(da)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)因(yin)(yin)晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)得像沒有粘接的(de)(de)(de)(de)(de)磚砌(qi)結構一(yi)樣(yang)。因(yin)(yin)此(ci),不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)用(yong)重(zhong)(zhong)量(liang)法(fa)來判斷晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)性。然而,電(dian)(dian)阻(zu),機械性能(neng)卻發(fa)生了明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian),故彎曲裂紋、電(dian)(dian)阻(zu)和抗拉強度(du)變(bian)化(hua)乃(nai)是這(zhe)一(yi)試驗(yan)(yan)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)較好評判依(yi)據。


  在(zai)(zai)硫酸(suan)-硫酸(suan)銅溶(rong)液(ye)(ye)中腐蝕電(dian)(dian)(dian)位是處在(zai)(zai)+0.3~+0.58V范圍(wei)的(de)(de)(de)上(shang)限部分(如+0.58V處)。但是,把金屬銅屑或銅丸放入(ru)溶(rong)液(ye)(ye)中并與試(shi)(shi)樣(yang)接(jie)觸時,試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位變得和銅的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)位相同,為(wei)+0.3V(對(dui)標(biao)準(zhun)氫電(dian)(dian)(dian)極(ji))。也就(jiu)是根據(ju)Cu2+、Cu+和Cu的(de)(de)(de)共存電(dian)(dian)(dian)位,并在(zai)(zai)此電(dian)(dian)(dian)位下(xia)保持恒定。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)電(dian)(dian)(dian)位下(xia),它可(ke)(ke)能在(zai)(zai)活化區內腐蝕。晶間腐蝕的(de)(de)(de)穿透(tou)速度很大,可(ke)(ke)以把試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時間縮短(duan)到24小(xiao)時,甚至有些鋼種(zhong)還經不起這(zhe)樣(yang)長(chang)的(de)(de)(de)浸蝕,試(shi)(shi)驗(yan)(yan)時間還可(ke)(ke)以縮短(duan)到15小(xiao)時。


一(yi)、應用(yong)范圍和(he)優(you)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(xiu)鋼316不銹鋼(gang)316L不銹(xiu)鋼、317不銹鋼、317L不銹鋼321不(bu)銹鋼347不(bu)銹(xiu)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(yang)尺寸及制備


 焊接試(shi)樣應從(cong)與產品鋼材相同而且焊接工(gong)藝也相同的試(shi)板上(shang)選取。


 試(shi)樣尺(chi)寸(cun)選取方法見(jian)表 2-4 ,焊(han)(han)接(jie)試(shi)樣、焊(han)(han)條試(shi)樣及堆(dui)焊(han)(han)焊(han)(han)條試(shi)樣的選取方法分別見(jian)圖2-8、圖2-9、圖2-10、圖2-11。


表 4.jpg


圖 10.jpg


  試樣用(yong)鋸切(qie)取,如(ru)用(yong)剪(jian)切(qie)時,應通過切(qie)削或研磨方法除去(qu)剪(jian)切(qie)的影響部分(fen)。


 試(shi)樣(yang)上(shang)有(you)氧化皮時,要(yao)通過切削或研(yan)(yan)磨(mo)除掉。需(xu)要(yao)敏化處理的試(shi)樣(yang),應在敏化處理后行研(yan)(yan)磨(mo)。


  試樣(yang)切取及表面研(yan)磨時,應防止過熱,被試驗的試樣(yang)表面粗糙度(du)Ra 必須小于(yu)0.8μm。不能進(jin)行(xing)研(yan)磨的試樣(yang),根據雙方協議(yi)也可以采(cai)用其(qi)他方法處理。


 焊(han)接(jie)試(shi)樣直接(jie)以焊(han)后狀態進行試(shi)驗(yan)。對焊(han)后還(huan)要經過350℃以上熱加(jia)工的焊(han)接(jie)件,試(shi)樣焊(han)后還(huan)應(ying)進行敏化(hua)處(chu)理(li),敏化(hua)處(chu)理(li)制(zhi)度在(zai)協議中另(ling)行規定(ding)。


三(san)、試(shi)驗(yan)條件和步(bu)驟


  1. 試驗(yan)溶(rong)液:將(jiang)100g硫酸銅(tong)(tong)(GB 665,分析純(chun))溶(rong)解于700mL蒸(zheng)餾(liu)(liu)水或(huo)(huo)去離(li)子水中再加入100mL硫酸(GB 625,優級純(chun)),用蒸(zheng)餾(liu)(liu)水或(huo)(huo)去離(li)子水稀釋至(zhi)1000mL,配制成硫硫酸銅(tong)(tong)溶(rong)液。


  2. 試驗(yan)前將試樣用適當(dang)的溶劑或洗滌劑(非氯化物)去油并干(gan)燥。


  3. 在燒瓶(ping)底部鋪一層(ceng)銅屑(GB-466 純(chun)度不(bu)小于99.5%),然后(hou)放(fang)置試(shi)樣。保證每個試(shi)與(yu)銅屑接(jie)(jie)觸(chu)的情況下,同一燒瓶(ping)中允(yun)許放(fang)幾層(ceng)同一鋼種的試(shi)樣,但是,試(shi)樣之(zhi)間要(yao)互不(bu)接(jie)(jie)觸(chu)。


  4. 試(shi)(shi)驗(yan)溶液應高出(chu)最上層試(shi)(shi)樣(yang)20mm以(yi)(yi)上,每次試(shi)(shi)驗(yan)都應使(shi)用新的試(shi)(shi)驗(yan)溶液。注:仲裁試(shi)(shi)驗(yan)時,試(shi)(shi)驗(yan)溶液量按試(shi)(shi)樣(yang)表面積計算,其量在8mL/c㎡以(yi)(yi)上。


  5. 將燒瓶放(fang)在(zai)加熱(re)(re)裝置上,通以冷卻水(shui),加熱(re)(re)試驗溶液,使之保持微沸狀態。試樣(yang)連續16小時。


  6. 試驗后取出試樣,洗凈,干(gan)燥,彎(wan)曲(qu)。


四、試驗(yan)結果(guo)評定(ding)


  1. 壓(ya)力(li)加工件(jian)和焊接(jie)件(jian)試樣彎曲(qu)角(jiao)度為(wei)180°,焊接(jie)接(jie)頭沿熔合線(xian)進行彎曲(qu)。鑄(zhu)鋼(gang)件(jian)彎曲(qu)角(jiao)度為(wei)90°。


  2. 試(shi)(shi)樣(yang)彎曲用的壓(ya)頭直徑,當(dang)試(shi)(shi)樣(yang)厚(hou)(hou)度不(bu)大(da)于1mm時(shi),壓(ya)頭直徑為1mm;當(dang)試(shi)(shi)樣(yang)厚(hou)(hou)度大(da)于1mm時(shi),壓(ya)頭直徑為5mm。


  3. 彎曲(qu)(qu)后(hou)的試(shi)樣(yang)在10倍放大(da)鏡下觀察彎曲(qu)(qu)試(shi)樣(yang)外表(biao)面,有無(wu)因晶間腐蝕而產(chan)生的裂(lie)紋(wen)(wen)(wen),從試(shi)樣(yang)的彎曲(qu)(qu)部(bu)位棱角(jiao)產(chan)生的裂(lie)紋(wen)(wen)(wen),以及(ji)不伴有裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的滑移線,縐紋(wen)(wen)(wen)和(he)表(biao)面粗糙(cao)等都不能(neng)認為(wei)是晶間腐蝕而產(chan)生的裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)。


  4. 試樣不能(neng)進行彎(wan)曲(qu)評定或彎(wan)曲(qu)的裂紋難以判定時,則采(cai)用金相法觀(guan)察。金相磨(mo)片經(jing)浸蝕后,在顯微鏡下觀(guan)察(150~500倍),晶間(jian)腐蝕深度值不得超過(guo)5μm。


五、試驗報告


  1. 記錄試樣(yang)種類,熱處理制度等(deng);


  2. 記錄(lu)試樣彎曲角度(du)及10倍放大鏡觀察(cha)后,晶間(jian)腐蝕傾向結果(guo);


  3. 如(ru)果(guo)用金相法判(pan)定時,應記錄(lu)晶間腐蝕深度值。