金属材料腐蚀介绍(四)

晶间腐蚀

 在晶界上或靠近晶界处发生的局部腐蚀，而晶粒内部没有或只有很少的腐蚀，则称为晶间腐蚀(InterGranular Corrosion，IGC)。这种局部腐蚀主要是由晶界上合金元素（主要是Cr、Mo）的贫化引起的。

      300系列奥氏体不锈钢中和含Cr、Mo的镍基合金具有晶间腐蚀倾向。不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接热影响区(HAZ)，因为为了避免焊缝产生结晶裂纹，焊材中会人为提高Cr含量，使焊缝含有一定量的铁素体（可翻阅鄙作《为什么奥氏体不锈钢焊缝中含有铁素体》），由于焊缝中的Cr含量比母材高，所以不锈钢的晶间腐蚀主要发生在焊接热影响区。晶间腐蚀敏感性是由于晶界附近碳化铬(Cr₂₃C₆)的析出导致晶界附近铬的局部耗损。当局部铬含量下降到约12 wt%以下时，该区域不再是“不锈钢”，并可能发生加速侵蚀。

   图1代表了在HAZ中经过晶间腐蚀处理的奥氏体不锈钢焊缝的外观。在暴露于腐蚀环境的焊缝表面，通常存在大致平行于熔合边界的线状腐蚀区域。在截面上，可以观察到沿热影响区“敏化”带的严重腐蚀。这个“敏化”带距离熔合边界有一定距离，这是由于碳化物析出导致“敏化”是发生在600到850°C的温度范围内，在这个温度范围以上，碳化物会分解重新固溶到母体中。因此，靠近熔合边界的热影响区(HAZ)被加热到较高的温度，相对来说没有碳化物(这要假设冷却速度足够快，可以抑制碳化物的析出)。

在大多数奥氏体不锈钢中，碳化铬(Cr₂₃C₆)优先沿晶界形成，碳化铬(Cr₂₃C₆)的析出，要求铬从相邻的基体（晶粒）中短程扩散，这样就会在其周围形成一个贫铬区，如图2和图3所示。这样就降低了显微组织的局部抗腐蚀能力，促使了晶界区的快速腐蚀，这样就产生了晶间腐蚀，如图4所示。