奧氏體不銹鋼晶間腐蝕是由于碳化物在晶界析出造成的。評(píng)價(jià)晶界腐蝕程度的方法可分為化學(xué)腐蝕法和電化學(xué)法。電化學(xué)方法評(píng)價(jià)鋼的晶間腐蝕敏感性有動(dòng)電位陽極極化法和動(dòng)電位再活化法。化學(xué)浸泡法是在一定條件下對(duì)試樣浸蝕,通過比較浸蝕后試樣表面腐蝕狀態(tài)定性或半定量地確定晶間腐蝕程度或敏感性。本文通過測(cè)量化學(xué)浸蝕后晶界處產(chǎn)生的腐蝕溝槽寬度定壘評(píng)價(jià)晶間腐蝕的程度,研究316不銹鋼的晶間腐蝕行為。
1、實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)過程
1.1試樣及溶液
實(shí)驗(yàn)材料為商品316不銹鋼棒材,用線切割成10 x10x10mm的試樣。固溶態(tài)試樣為在1050C下保溫30min后空冷至室溫后得到的試樣。不同敏化程度的試樣為在650C下分別保溫30min .2h .4h后用自然冷卻后得到的試樣。腐蝕溶液采用體積比為1 :8的硫酸水溶液。
1.2 實(shí)驗(yàn)過程
分別在259C.30C.35C下將前述試樣在實(shí)驗(yàn)溶液中浸蝕10min、15min ,20min。沒蝕用金相顯微鏡進(jìn)行觀察、照相。
實(shí)驗(yàn)條件依次為25C 10min .25C 15min.25C 20min .30C 10min .30C 15min .30C 20min .35C 10min .35C15min和35C20min,熱處理時(shí)間均為2h的金相照片。
2、統(tǒng)計(jì)分布
利用photoshop得出的溝槽寬度值見表1。通過統(tǒng)計(jì)軟件SPSS可以對(duì)溝槽寬度是否服從正態(tài)分布進(jìn)行K-S檢驗(yàn)。SPSS實(shí)現(xiàn)K-S檢驗(yàn)的過程如下:
(1)根據(jù)樣本數(shù)據(jù)和用戶指定構(gòu)造出理論分布,查分布表得到相應(yīng)的理論累計(jì)概率分布函數(shù)F(x);
(2)利用樣本數(shù)據(jù)計(jì)算各樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)的累計(jì)慨率得到檢驗(yàn)累計(jì)概率分布函數(shù)S(x);
(3)計(jì)算F(x)和S(x)在相應(yīng)的變量值點(diǎn)x上的差D(x)。SPSS在統(tǒng)計(jì)中將計(jì)算K-S的2統(tǒng)計(jì)量。并根據(jù)K-S分布表給出對(duì)應(yīng)的相伴概率值。如果相伴概率值小于等于用戶的顯著水平a,則認(rèn)為樣本來自的總體與指定的分布有顯著差異;如果相伴概率值大于顯著性水平,則認(rèn)為樣本來自的總體與指定的分布無顯著差異。通過SPSS對(duì)溝槽寬度進(jìn)行K-S檢驗(yàn),檢驗(yàn)分布為正態(tài)分布,檢驗(yàn)結(jié)果見表2。從表中可以得出結(jié)論:所有的相伴概率值(Asymp.Sig)都大于顯著性水平0.01,所以認(rèn)為溝槽晶界寬度服從正態(tài)分布。因此可以用溝槽寬度的平均值代表晶間腐蝕程度。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)水平的蝕刻寬度數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)算出各自平均值表3,表4、表5分別為在不同腐蝕時(shí)間下每一個(gè)水平的均值統(tǒng)計(jì),并依此作出該實(shí)驗(yàn)晶間腐蝕寬度在不同的溫度下隨敏化時(shí)間的不同而表現(xiàn)出來的變化規(guī)律。
可以直觀的看出固溶態(tài)試樣最具有抗晶間腐蝕的性能;其它3個(gè)不同的敏化試樣,隨著敏化時(shí)間的增長(zhǎng),在不同的腐蝕時(shí)間腐蝕條件下,蝕刻的晶界寬度的基本趨勢(shì)是隨之而增大;而且,腐蝕時(shí)間越長(zhǎng),腐蝕溫度越高,其增長(zhǎng)趨勢(shì)越明顯。
4、結(jié)論
(1)316不銹鋼晶間腐蝕溝槽寬度值服從正態(tài)分布,因此可以用腐蝕溝槽寬度的平均值來衡量晶界處雜質(zhì)元素的偏析程度。
(2)固溶的試樣的抗晶間腐蝕能力優(yōu)于經(jīng)過敏化處理的試樣。
(3)經(jīng)過敏化處理的試樣,隨著敏化時(shí)間的增長(zhǎng),在不同的腐蝕時(shí)間腐蝕條件下,蝕刻的晶界寬度的基本趨勢(shì)是隨之而增大;而且,腐蝕時(shí)間越長(zhǎng),腐蝕溫度越高,其增長(zhǎng)趨勢(shì)越明顯。