點腐蝕測試：采用電化學和化學兩種方法！

點腐蝕試驗：“點蝕”即“點腐蝕”。“腐蝕發(fā)生在材料表面的一些小點(Smallpoints)，終于在表面幾乎不受腐蝕的情況下形成明顯的孔洞(difinite holes)”。 因此，“點”是起因，“孔”是結(jié)果;點蝕又叫“小孔腐蝕”或“孔蝕”。

表象規(guī)律

點腐蝕測試一般采用電化學和化學兩種方法。電化學腐蝕測試方法是測定陽極極化曲線，在樣品只發(fā)生陽極反應條件測定擊穿電位(Eg)，低于它，則不銹鋼處于鈍態(tài)，高于它，則發(fā)生點蝕?；瘜W方法則使樣品表面同時有陽極和陰極反應發(fā)生，測定產(chǎn)生點蝕的介質(zhì)條件或者在標準試劑中測定蝕坑的情況。因此，評定點蝕趨勢有如下幾個參量:

(1)擊穿電位(Eg)， Ep值愈正，愈抗點蝕；

(2)產(chǎn)生點蝕的最小Cl-濃度；

(3)在標準試劑中產(chǎn)生蝕坑的腐蝕速率，數(shù)目、深度和寬度，面密度等。

這三個參量可用來相對地比較不銹鋼的點蝕趨勢。大量的實驗工作已建立一些點蝕的表象規(guī)律。這些規(guī)律可以歸納為內(nèi)因和外因兩類:內(nèi)因是不銹鋼的成分和組織結(jié)構(gòu)，面外因則是介質(zhì)的成分和溫度。介質(zhì)中含有CI、Br、S2O，特別是CI~，都會使不銹鋼產(chǎn)生點蝕。CI- 的濃度增加，則EH朝負向移動，因而一般采用產(chǎn)生點蝕的最小CI-濃度作為評定點蝕趨勢的一個參量。介質(zhì)中其他常見的陰離子對點蝕有緩蝕作用，它們的存在，使不銹鋼不產(chǎn)生點蝕的Cl-濃度提高，對于18-8不銹鋼來說，有著如下經(jīng)驗關(guān)系:

lg[C1]= 1.62lg[OI ]+ 1.84

(3-11)

lg[Cl~]= 1.88lg[NO, j+ 1.18

(3-12)

lg[CI~ ] 1.131g[Ac~ ] + 0.06

(3-13)

lg[CI~ J=0.85lg[SO} 1+0.06

(3-14) .

lg[C1~ ]=0. 83lg[CIO; .-0.05

(3-15)

因此，緩蝕效果隨下列順序而遞減:

OH >NO3 >Ac >SO2 >CI0

從上列的經(jīng)驗關(guān)系式也可以看出，在堿性范圍內(nèi).[Clj隨pH值的增加而增加。但在酸性范圍內(nèi)，pH的影響較小，例如在3%NaCl溶液中，對18-8鋼及Cr17鋼，pH每增加1，Ep儀朝正向移動10mV;而含Mo的18-8 (316)， pH在4~9范圍內(nèi)，對ER無影響。介質(zhì)中若含有去極化較有效的陽離子例如Fe3'、Cu2+、Hg2* 等，可以加速點蝕，因而常用的加速點蝕的試劑含有Fe3+。FeCl, 對不銹鋼的腐蝕是極為嚴重的，例如，10% FeCly使18-8鋼在幾小時內(nèi)產(chǎn)生嚴重的點蝕，但加人3%NaNO3, 25年中也沒有任何點蝕和普遍腐蝕。正是由于在中性介質(zhì)中需要氧化劑去極化，因此降低介質(zhì)中氣含量可以減少點蝕。升溫使不銹鋼的Ep朝負向移動。.大量的實驗結(jié)果指出，增加不銹鋼抗點蝕能力最有效的元素是鉻和鉬，其次是鎳。在22心，3%NaCl 水溶液中，Mo、Cr. Ni、Mn郗能使ER朝正向移動。從組織結(jié)構(gòu)考慮，表象規(guī)律仍然是均勻性可以增加抗點蝕性。因此，夾雜物、晶界沉淀、晶界等都容易是點蝕的形核地點。硫化物夾雜易于溶解在無機酸中，在不銹鋼內(nèi)的硫化物夾雜是(Mn、X) S的復合硫化物，它或者單獨存在，或者包圍著AlO,及Cr2O3夾雜，或者包圍著NbC,溶解的硫化物便是點蝕開始的地方。因此，含硫的易切削不銹鋼的抗點蝕性較差。當碗化物不存在時，其他.夾雜便會起作用，例如，在高純的Fe-16%Cr單晶中，點蝕便在氧化鉻夾雜處形核。品間碳化物或σ相的沉淀引起的貧鉻區(qū)是容易引起點蝕的另一個區(qū)域，例如，超低碳(0.007)%的26%Cr鐵素體不銹鋼，含Mo在0.10%~2.56%范圍，隨著620C熱處理時間的變化，點蝕與晶間腐蝕的趨勢是平行的(圖3-7)，而金相觀察也證實了點蝕是沿晶間進行的。由于Cr在鐵素體中的擴散較快，故幾小時處理，使貧鉻區(qū)得到逐漸的均勻化，故圖中曲線具有蜂值特征，長時間熱處理使這兩種局部腐蝕都得到局部恢復、順便指出，這類鋼中加鉬，增加了抗點蝕能力,卻使抗晶間腐蝕能力有所下降。

晶間腐蝕

應用光學顯微鏡觀察金相組織時，常常選擇適當?shù)慕g劑腐蝕金相試樣，借助于晶間腐蝕，可以看到晶界以及晶界區(qū)的組織。憑經(jīng)驗或查手冊，可以知道對于什么合金，應選什么浸蝕劑，但是，我們很少追問，也沒有必要追問，為什么會有這種晶間腐蝕?20世紀開始采用奧氏體不銹鋼，便發(fā)現(xiàn)這種鋼材焊接后，離焊縫不遠處有嚴重的晶間腐蝕，晶間腐蝕就引起了人們的關(guān)懷。30年代初Bain 等人的系統(tǒng)工作，用貧鉻理論滿意地說明了這種晶間腐蝕。在材料科學發(fā)展的歷程中，貧乏理論還是不能說明所有的晶間腐蝕問題，但是，隨著人們對于晶界區(qū)各相的深人認識，以及極化曲線的廣泛測定和應用，可以對晶間腐蝕的理論，提出-個統(tǒng)-的看法或理論。

本節(jié)先重點討論T業(yè)上重要的奧氏體不銹鋼的各類晶間腐蝕問題;其次，簡議鐵素體不銹鋼的晶閭腐蝕;最后，總結(jié)晶間腐蝕的理論,為分析其他金屬及合金的晶間腐蝕問題奠定基礎(chǔ)。