晶間腐蝕是局部腐蝕的一種，是沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內部間化學成分的差異以及晶界雜質或內應力的存在而產生。晶間腐蝕破壞晶粒間的結合，大大降低金屬的機械強度，而且腐蝕發生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤，看不出被破壞的跡象。但晶粒間結合力顯著減弱，力學性能惡化，不能經受敲擊，所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工業的一個重大問題。
產生晶間腐蝕的不銹鋼，當受到應力作用時，即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶間腐蝕可以分別產生在焊接接頭的熱影響區（HAZ）、焊縫或熔合線上，在熔合線上產生的晶間腐蝕又稱刀線腐蝕（KLA）。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是鉻的質量分數必須大于10％～12％。當溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內部的擴散速度大于鉻的擴散速度。因為室溫時碳在奧氏體中的溶解度很小，約為0.02％～0.03％，而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散，并和鉻化合，在晶間形成碳化鉻的化合物，如（CrFe）23C6等。數據表明，鉻沿晶界擴散的活化能為162～252kJ／mol，而鉻由晶粒內擴散活化能約為540kJ／mol，即：鉻由晶粒內擴散速度比鉻沿晶界擴散速度小，內部的鉻來不及向晶界擴散，所以在晶間所形成的碳化鉻所需的鉻主要不是來自奧氏體晶粒內部，而是來自晶界附近，結果就使晶界附近的含鉻量大為減少。當晶界的鉻的質量分數低到小于12％時，就形成所謂的“貧鉻區”，在腐蝕介質作用下，貧鉻區就會失去耐腐蝕能力，而產生晶間腐蝕。見圖8.1.5。
產生晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)條件：①. 內因。晶(jing)粒和(he)晶(jing)界區(qu)的(de)組織不(bu)同(tong)，因而(er)電化學(xue)性質存在顯著差(cha)異(yi)。②. 外因。晶(jing)粒和(he)晶(jing)界的(de)差(cha)異(yi)要在適當的(de)環境(jing)下才能顯露出來(lai)。
1. 敏(min)化
含碳量(liang)超(chao)過(guo)0.03％的(de)(de)不(bu)穩(wen)定的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)（即不(bu)含鈦或鈮的(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)銹鋼(gang)），如果(guo)熱(re)處理不(bu)當則在某些環境中易產生晶間(jian)腐(fu)蝕。這(zhe)些鋼(gang)在425～815℃之(zhi)間(jian)加(jia)熱(re)時(shi)，或者緩慢冷(leng)卻通過(guo)這(zhe)個溫度區(qu)(qu)間(jian)時(shi)，都會(hui)產生晶間(jian)偏析，這(zhe)樣的(de)(de)熱(re)處理造成(cheng)碳化(hua)物(wu)在晶界沉(chen)淀(dian)（敏(min)化(hua)作用），并且造成(cheng)最(zui)鄰近(jin)的(de)(de)區(qu)(qu)域鉻貧化(hua)使得(de)這(zhe)些區(qu)(qu)域對腐(fu)蝕敏(min)感(gan)。敏(min)化(hua)作用也(ye)可出現于焊接(jie)時(shi)，在焊接(jie)熱(re)影響區(qu)(qu)造成(cheng)其后的(de)(de)局(ju)部腐(fu)蝕。
最通用的(de)檢查不銹鋼敏感性的(de)方法是65％硝(xiao)(xiao)酸(suan)腐(fu)蝕試(shi)驗方法。試(shi)驗時將鋼試(shi)樣放(fang)入沸騰的(de)65％硝(xiao)(xiao)酸(suan)溶液中連續48h為一個(ge)周(zhou)期(qi)，共5個(ge)周(zhou)期(qi)，每個(ge)周(zhou)期(qi)測定(ding)重量損失(shi)。一般規定(ding)，5個(ge)試(shi)驗周(zhou)期(qi)的(de)平(ping)均腐(fu)蝕率應不大于0.05mm／m。
2. 預防措施
①. 調整焊縫的化學(xue)成(cheng)(cheng)分，加入穩定(ding)化元素(su)減(jian)(jian)少形(xing)成(cheng)(cheng)碳化鉻的可(ke)能性，如加入鈦或鈮(ni)等。減(jian)(jian)少焊縫中的含碳量，可(ke)以(yi)減(jian)(jian)少和避免(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)鉻的碳化物，從而降低形(xing)成(cheng)(cheng)晶界腐蝕的傾向，含碳量在0.04％以(yi)下，稱為(wei)“超低碳”不(bu)銹鋼，就可(ke)以(yi)避免(mian)鉻的碳化物生(sheng)成(cheng)(cheng)。控(kong)制在危(wei)險溫度(du)區的停留時間(jian)，防止(zhi)過熱，快焊快冷，使(shi)碳來不(bu)及(ji)析出(chu)。
②. 奧氏體不銹鋼的抗腐蝕性能來自金屬表面形成的氧化鉻保護層。如果材料加熱到450～900℃高溫，材料的結構就會發生變化，沿晶體邊緣會形成碳化鉻。這樣在晶體邊沿就無法形成氧化鉻保護層，從而導致抗腐蝕性能降低。由此開發出了304L不銹鋼和316L不銹鋼來對抗這種腐蝕。304L不銹鋼和316L不銹鋼的含碳量都較低，因為碳含量減少，所以就不會產生碳化鉻，也就不會產生晶間腐蝕。應該說明的是，較高的晶間腐蝕敏感性并不意味著非低碳材料就更容易腐蝕。在高氯環境中，這種敏感性也高。請注意這種現象緣于高溫（450～900℃）。通常焊接是達到這個溫度的直接原因。對于軟閥座常規蝶閥而言，由于我們并不在閥板上進行焊接操作，因此采用低碳不銹鋼并沒有多大意義。a. 使用低碳牌號00Cr19Ni10（304L）或00Cr17Ni14Mo2（316L），或穩定的牌號0Cr18Ni11Ti（321，多見于歐洲）或0Cr18Ni11Nb（347，多見于美國），可防止焊接時碳化物沉淀出造成有害影響的數量。b. 如果結構件小，能夠在爐中進行熱處理，則可在1040～1150℃進行熱處理以溶解碳化鉻，并且在425～815℃區間快速冷卻以防止碳的沉淀。
③. 焊(han)接鐵素體(ti)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)某些(xie)介(jie)(jie)質中也可能出現晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。這是當鋼從(cong)925℃以上快速冷卻(que)時，碳(tan)化物(wu)或(huo)氧(yang)化物(wu)沉淀，金屬晶(jing)格(ge)應變造成的(de)(de)，焊(han)接后進行消(xiao)除應力熱(re)處理可消(xiao)除應力并恢復耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性能。在(zai)1Cr17不(bu)(bu)銹鋼中加入超(chao)過8倍碳(tan)含(han)量的(de)(de)鈦，通常可減少焊(han)接鋼結構在(zai)一些(xie)介(jie)(jie)質中的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。然(ran)而加入鈦在(zai)濃硝酸中不(bu)(bu)是有效(xiao)的(de)(de)。
④. 合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)(de)預防措施：選用(yong)抗晶間腐蝕(shi)的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)；選擇合(he)(he)適的(de)(de)熱處(chu)理工(gong)藝，如(ru)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)過時效處(chu)理；在確定焊接(jie)(jie)工(gong)藝，鋁(lv)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)膠接(jie)(jie)及銑切工(gong)藝，回(hui)避容易產生晶間腐蝕(shi)的(de)(de)溫度下處(chu)理。
3. 相關標準
GB/T 4334《金屬和合(he)金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕敏(min)感(gan)性試驗(yan)方法(fa)》
ASTM A262《奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)晶間腐(fu)蝕標準方法》
ISO 3651《不銹鋼耐晶(jing)間腐蝕的測定》
JIS G0571-0575《不(bu)銹鋼耐晶間腐蝕的測定(ding)》
ASTM A763《鐵(tie)素體不銹鋼(gang)晶間腐蝕敏感性檢測》
GB/T 15260《金(jin)屬和合金(jin)的腐(fu)蝕(shi) 鎳合金(jin)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性(xing)試驗方法(fa)》
GB/T 21433《不銹鋼壓力容器晶(jing)間腐蝕敏感性檢驗》
CB/T 3949《船用不銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭晶間腐蝕(shi)試驗方法(fa)》
GB/T 26491《鋁合金(jin)晶間(jian)腐蝕試驗方法 質量(liang)損失法》
ASTM G28《鍛造高鎳鉻軸(zhou)承合金晶間腐蝕敏感性(xing)的(de)檢查用標準試驗方(fang)法》
GB/T 7998《鋁合(he)金(jin)晶間腐蝕測定方法》
HG/T 3173《尿素級超低碳鉻鎳鈅奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼晶(jing)間腐蝕(shi)傾向(xiang)試驗(yan)》
