材料化学失效与控制实验：晶间腐蚀

晶间腐蚀试验操作规程1、总则1.1本公司采用的晶间腐蚀试验方法为GB/T4334.5-2000《不锈钢硫酸－硫酸铜腐蚀试验方法》。

1.2本守则对试样的提取、试验设备、试验条件和步骤、试验结果的评定及报告作了规定。

适用于检验奥氏体、奥氏体－铁素体不锈钢在加有紫铜屑的硫酸－硫酸铜溶液中的晶间腐蚀倾向。

2、试样的提取与制备2.1焊接件试样从与产品钢材相同且焊接工艺也相同的试板上提取，应包括母材、热影响区及焊接金属的表面，详见附件。

2.2试样用锯切取，如剪切则应通过切削或研磨方法除去剪切的影响部分。

2.3试样切取及表面研磨时，应防止表面过热。

试验试样表面粗糙度Ra值≯0.8μm，其他检验试样提取详见GB/T4334.5。

（见附件）3、试验仪器、设备、试验溶液3.1试验仪器为容量≥1L的带回流冷凝器的磨口锥形烧瓶。

3.2 600瓦的加热电炉配上一只可调变压器，通过后者调节加热电炉的功率，使本试验溶液能保持微沸状态。

3.3试验溶液配制方法如下：将100g符合GB/T665的分析纯硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶解于700ml蒸馏水或去离子水中，再加入100ml符合GB/T625的优级纯硫酸，用蒸馏水或去离子水稀释至1000ml，即配成硫酸－硫酸铜溶液。

4、试验条件和步骤4.1试验前将试样用适当的溶剂或洗涤剂（非氯化物）去油污并干燥。

4.2在充入第3条配制的试验溶液的烧瓶底部铺一层符合GB/T466（纯度不小于99.5％）的紫铜屑或铜粒，然后放置试样。

保证每个试样与紫铜屑接触的情况下，同一烧瓶中允许放几层同一钢种的试样，但试样之间要用上述紫铜屑隔离而互不接触。

4.3试验溶液应高出最上层试样20mm以上。

每次试验都应使用新的试验溶液。

4.3.1仲裁试验时，试验溶液量按试样表面积计算，其量在8ml/Cm²以上。

4.4完成上述工作后，将烧瓶放在加热装置上，在回流冷凝器进水口要一直以冷却水（自来水）流入，出水口畅通放水。

不锈钢产品晶间腐蚀的危害和防止措施自然界的腐蚀无处不在，腐蚀给人类带来的危害和损失远远的超过了火灾、水灾和地震等自然灾害的总合，它可以在不知不觉中毁掉你能看到的东西，腐蚀造成损失是非常巨大的，而由于腐蚀引起的突发恶性事故，不仅仅带来巨大经济损失，而往往会引发火灾、中毒、爆炸、人身伤亡等灾祸，造成严重的社会后果，应引起我们的高度重视。

据资料统计在石油化工设备腐蚀失效设备中，我国每年因金属腐蚀造成的损失至少200亿，晶间腐蚀占了9%左右。

1.晶间腐蚀的特征：晶间腐蚀与一般的腐蚀不同，它不是从金属外表面开始，而是集中发生在金属的晶界区，沿着金属晶界向内部扩展。

这种腐蚀使得金属在外表面看不出任何迹象的情况下，完全丧失其力学性能，危害极大。

已晶间腐蚀的不锈钢产品，表面看起来还是很光亮的，但是内部已经损坏，严重时已失去金属的声音，在外表面轻轻的敲击就会破碎成细粒。

用显微镜观察，发现晶界已成网状，晶界区因腐蚀已造破坏，这时晶粒已接近分离状态，稍受外力作用即发生晶界断裂，成为粉末，造成设备破坏和人员伤亡。

晶间腐蚀隐蔽性强是突发事故，危害巨大。

2.晶间腐蚀原因：2.1介质：引起A氏体不锈钢晶间腐蚀的介质主要酸性介质，如工业醋酸、硫酸、硝酸、草酸、盐酸等，在强氧化性介质中，随着不锈钢中Cr含量的减少，出现晶界贫Cr,因此晶界的腐蚀速度远远大于晶粒本体的腐蚀速度。

2.2不锈钢是否产生晶间腐蚀以及腐蚀的程度取决于产品的受热过程，不锈钢在450°C~850°C范围内加热，有产生晶间腐蚀的倾向，其中在650°C~750°C范围内加热对晶间腐蚀最为敏感，此温度称为“敏化温度”，在敏化温度下产生的晶间腐蚀倾向的时间最短，加热时间越长，晶间腐蚀的倾向越大。

2.3晶界合金元素的贫Cr化是产生晶间腐蚀的主要原因，不锈钢在450°C~850°C范围内，Cr的碳化物主要在晶间析出，这种碳化物中Cr的含量远高于基体中的含Cr量，势必引起临近区域Cr 的集聚和扩散，从而形成贫Cr区（Cr<12%），贫Cr区不能抵抗某些介质的腐蚀，就形成晶间腐蚀。

晶间腐蚀的名词解释
晶间腐蚀是一种金属腐蚀现象，通常发生在金属晶粒之间的区域。

这种腐蚀通常发生在晶界附近，由于晶界处的原子排列方式与
晶内不同，使得晶界区域更容易受到化学腐蚀的影响。

晶间腐蚀通
常会导致金属表面出现裂纹和脆化现象，降低金属的强度和耐久性。

晶间腐蚀通常发生在一些特定的环境条件下，比如高温、高压、含有腐蚀性物质的环境。

在这些条件下，金属晶界处的原子结构容
易受到腐蚀介质的侵蚀，从而引发晶间腐蚀现象。

晶间腐蚀对于金属材料的性能和可靠性都会造成严重影响，因
此在工程实践中需要采取相应的防护措施，比如选择合适的材料、
改变工作环境、采用防腐涂层等方式来减轻或避免晶间腐蚀的发生。

总的来说，晶间腐蚀是一种金属腐蚀现象，发生在金属晶界附近，容易导致金属材料的脆化和损坏，需要引起工程师和科研人员
的高度重视和研究。

晶间腐蚀A法试验一、引言晶间腐蚀是一种在金属材料中常见的局部腐蚀形式，主要发生在晶界处。

由于晶界处的原子排列与晶粒内部不同，因此晶界处的能量较高，容易成为腐蚀的优先发生地。

晶间腐蚀会导致材料的机械性能下降，甚至引发灾难性事故。

因此，对晶间腐蚀的研究和检测具有重要意义。

A法试验是一种常用的检测晶间腐蚀的方法，其原理是在特定条件下对材料进行加速腐蚀，以观察晶间腐蚀的情况。

本文将详细介绍晶间腐蚀A法试验的原理、步骤、结果分析以及应用。

二、晶间腐蚀A法试验原理A法试验是一种基于电化学原理的加速腐蚀试验方法。

在特定的腐蚀介质和温度条件下，通过对试样施加一定的电位或电流，模拟实际使用环境中的腐蚀过程，从而加速晶间腐蚀的发生。

通过观察和分析试样在试验过程中的腐蚀形貌、重量变化等指标，可以评估材料的晶间腐蚀敏感性。

三、晶间腐蚀A法试验步骤1. 试样准备：选择具有代表性的金属材料作为试样，按照规定的尺寸和形状进行加工。

试样的表面应光洁、无油污和其他杂质。

2. 试验装置：准备适当的腐蚀介质（如酸、碱、盐溶液等），并将其注入试验容器中。

根据试验要求设置合适的温度和搅拌速度。

3. 电位或电流控制：根据试验方案，设置合适的电位或电流值。

通常，电位值应使试样处于活化状态，以加速晶间腐蚀的发生。

4. 试验时间：根据试验要求，确定合适的试验时间。

试验时间的长短应根据材料的性质、腐蚀介质的浓度和温度等因素进行调整。

5. 结果观察与分析：试验结束后，取出试样并清洗干净。

观察试样的腐蚀形貌，如晶界处的腐蚀程度、腐蚀产物的颜色和分布等。

同时，可以测量试样的重量变化，以评估腐蚀速率。

四、晶间腐蚀A法试验结果分析根据试样的腐蚀形貌和重量变化等指标，可以对晶间腐蚀A法试验的结果进行分析。

以下是一些常见的分析结果：1. 腐蚀形貌：观察试样表面和截面的腐蚀形貌，可以判断晶间腐蚀的程度和类型。

例如，晶界处出现明显的腐蚀沟槽或裂纹，表明晶间腐蚀较严重。

晶间腐蚀试验标准晶间腐蚀试验标准呢，就像是给晶间腐蚀这个调皮的家伙定的一套规则。

这个标准的存在可太重要啦，就像游戏得有游戏规则一样。

对于材料来说，晶间腐蚀可是个大麻烦。

它就像小虫子在材料内部悄悄搞破坏。

那怎么知道材料会不会被晶间腐蚀欺负呢？这就需要试验标准啦。

不同的材料有不同的晶间腐蚀试验标准哦。

比如说金属材料，它就像一群性格各异的小伙伴。

有些金属可能比较坚强，不容易被晶间腐蚀影响；而有些金属就比较脆弱啦。

所以针对不同的金属材料，试验标准就会有不同的要求。

在晶间腐蚀试验标准里，试验的环境设置是很关键的一部分。

就好比我们要模拟出晶间腐蚀可能出现的各种“生活场景”。

这个环境可能包括温度呀、湿度呀，还有周围的化学物质之类的。

比如说，有的材料可能在高温高湿还有很多酸性物质的环境里就容易被晶间腐蚀盯上，那试验的时候就得把这些条件设置好。

还有试验的时间也很有讲究呢。

这就像我们煮东西，煮得时间短了可能没熟，煮得时间长了可能就煮过头啦。

对于晶间腐蚀试验来说，时间短了可能还没检测出问题，时间太长呢，又可能会把材料本来没有的问题也给“折腾”出来。

所以，试验标准里会规定一个合适的时间范围。

试验方法也是多种多样的。

有一些是通过化学试剂来检测，就像是给材料做个化学小测验。

还有一些是通过物理的方法，像是给材料照个特殊的“X 光”，看看内部有没有被晶间腐蚀破坏的迹象。

晶间腐蚀试验标准可不是一成不变的哦。

随着科学技术的发展，我们对晶间腐蚀的认识也在不断加深。

就像我们长大了，懂得的东西越来越多，对晶间腐蚀试验标准也会不断地进行修订和完善。

这样才能让我们更好地检测材料，让那些用于各种重要地方的材料都能健健康康的，不会被晶间腐蚀这个小坏蛋给破坏掉呢。

总之呢，晶间腐蚀试验标准是保障材料安全的一个很重要的东西，它虽然看起来有点复杂，但只要我们用心去了解，就会发现它就像一个很有趣的故事一样。

材料化学失效与控制综合实验执笔人：汪崧说明：本综合实验涉及热处理、金相、电化学的内容，以及一种晶间腐蚀国家标准试验方法，试验分为三部分：1.按照《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法（GB4334.5-90）》检验不同敏化处理的不锈钢晶间腐蚀敏感性2.EPR法判断不同敏化处理的不锈钢晶间腐蚀敏感性3.塔菲尔直线外推法测量不同敏化处理的不锈钢的腐蚀速度一、实验目的1.了解热处理制度对材料组织及材料性能的影响2.掌握奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的机理及其影响因素3.了解不锈钢晶间腐蚀实验方法的国家标准及其适用范围4.了解用电化学手段检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的原理和方法5.掌握塔菲尔直线外推法测量金属腐蚀速度的原理和方法二、实验原理1.奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的机理2.奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的影响因素3.不锈钢晶间腐蚀实验方法的国家标准及其适用范围4.EPR法检测不锈钢晶间腐蚀敏感性的原理和方法5.塔菲尔直线外推法测金属腐蚀速度的原理和方法奥氏体不锈钢具有优良的抗均匀腐蚀的能力，但在一定成分、应力和腐蚀介质下特别容易发生晶间腐蚀，这种腐蚀是由敏化引起的。

所谓敏化是指奥氏体不锈钢在Cr的碳化物沿其晶界脱溶的温度下保持足够长的时间，而引起对晶间腐蚀敏感的现象。

经过热处理的不锈钢,在晶界上析出Cr23 C6，使晶界附近形成贫Cr区，从而发生晶间腐蚀。

电化学动电位再活化法( Electrochemical Poten2tiokinetic Reactivation,简称EPR)是一种快速、无损、定量检测不锈钢敏化的电化学测试方法，可用于工业现场检验材料的晶间腐蚀敏感性。

其原理是利用不锈钢的钝化再活化特性与钝化膜中的主体合金元素的含量及膜的特性有关这一特点，研究钢的敏化行为。

在钝化状态下，钝化膜的形态、结构在很大程度上依赖于固溶体中Cr、Mo的含量。

在一定电介质和外加电位作用下，钢的表面将形成一层完整、致密的钝化膜；而经敏化的试样因晶界贫Cr,形成的钝化膜是不完整的，在外加电位回扫到再活化区时，不完整的钝化膜将优先受到腐蚀，再活化电流增高。

晶间腐蚀实验报告晶间腐蚀是一种金属在特定条件下发生的腐蚀现象。

在晶间腐蚀过程中，金属的晶界处发生了腐蚀，导致晶粒与晶粒之间的结构受到破坏，从而降低了金属的力学性能和腐蚀抗性。

本次实验旨在探究晶间腐蚀现象的发生机理，并通过实验结果分析晶间腐蚀对金属性能的影响。

实验中我们选取了316不锈钢作为实验材料。

首先，我们将316不锈钢样品进行了处理，以获得不同的晶粒尺寸。

我们采用了金相显微镜对处理后的样品进行观察和测量，以确定晶粒尺寸。

然后，我们将样品暴露在腐蚀介质中，腐蚀介质的选择为含有氯离子的盐酸溶液。

在实验过程中，我们分为两组样品进行测试，一组为具有大晶粒的样品，另一组为具有小晶粒的样品。

通过观察和记录样品的腐蚀程度，我们可以比较不同晶粒尺寸对晶间腐蚀的影响。

实验结果表明，具有小晶粒的样品比具有大晶粒的样品更容易受到晶间腐蚀的影响。

在腐蚀介质中，小晶粒样品出现了明显的晶间腐蚀现象，而大晶粒样品则表现出较小的腐蚀程度。

这是因为小晶粒样品由于晶粒的尺寸较小，晶界面积较大，更容易被腐蚀介质中的氯离子攻击。

而大晶粒样品由于晶粒尺寸较大，晶界面积相对较小，因此抵抗腐蚀的能力更强。

进一步的分析发现，晶间腐蚀导致样品表面形成了晶间腐蚀裂纹。

这些裂纹会在外部应力的作用下发展，最终导致样品断裂。

因此，晶间腐蚀显著降低了金属的力学性能。

此外，晶间腐蚀还会导致材料的腐蚀抗性下降，使得金属更容易被腐蚀介质进一步侵蚀。

综上所述，晶间腐蚀对金属性能具有重要影响。

样品的晶粒尺寸越小，晶间腐蚀的程度越严重。

晶间腐蚀不仅降低了金属的力学性能，还降低了材料的腐蚀抗性。

因此，在金属加工和使用过程中，我们需要注意控制晶粒尺寸，以提高材料的抗腐蚀性能。

此外，也需要采取相应的防腐蚀措施，以减少晶间腐蚀对金属的不良影响。

晶间腐蚀试验e法
1简介
晶间腐蚀是一种材料性能退化现象，可以导致金属强度降低和失效。

晶间腐蚀试验是评估材料晶间腐蚀特性的一种重要方法。

其原理是在材料表面或截面暴露出晶界区域，使晶界处发生腐蚀反应。

本文将介绍一种常用的晶间腐蚀试验方法——e法。

2e法原理
e法是一种电化学方法，利用电位调节试验溶液中的氢氧根离子浓度达到预定值，并在特定的工作电位下施加恒定电流密度，制造出晶界腐蚀。

通常使用铜试片，试片表面涂覆绝缘漆，并将两个电极用铜线连接，通过调节外加电势和恒定电流密度进行实验。

3实验步骤
1.将试片打磨到指定厚度，表面涂覆难挥发的绝缘漆，如环氧树脂等。

2.在试片上通过蚀刻法制造出小的穿孔，以暴露出晶界区域。

3.将试片放入试验电极上，并用连接铜线连接两个电极。

4.准备试验溶液，将试片浸泡在溶液中，调整实验电位和电流密度，进行试验。

5.实验结束后，取出试片进行表面形貌观察和腐蚀深度测量。

4结论
e法是一种简单可靠，并具有高度可控性的晶间腐蚀试验方法。

通过e法可以更客观地评估材料晶间腐蚀特性，评估材料在特定工作条件下的耐腐蚀性能。

同时，e法还可以结合电化学分析技术，进一步研究晶界区域的本质和腐蚀过程。

5应用领域
e法可以广泛应用于金属材料的研究、制造及失效分析领域。

如钢铁、合金等材料的腐蚀性能研究、高强度钢的晶间腐蚀、不锈钢的应用研究等。

e法在材料科学研究领域有着广泛的应用前景。

晶间腐蚀检验方法晶间腐蚀（Intergranular Corrosion，简称IGC）是一种金属晶间发生的腐蚀现象，是一种隐蔽的材料失效问题。

晶间腐蚀通常发生在金属晶粒边界区域，特别是一些易于形成与腐蚀敏感的化合物相的晶界位置。

晶间腐蚀可能导致材料的力学性能和耐蚀性能下降，从而对材料的可靠性和安全性产生严重的影响。

因此，晶间腐蚀检验方法对于材料失效的预防和质量控制具有重要意义。

1.标准腐蚀试验法这是一种常用的实验室研究方法，通常使用强酸或浓碱溶液作为腐蚀介质，对试样进行浸泡腐蚀。

腐蚀时间、温度和腐蚀介质的浓度可以根据材料的要求进行调整。

通过观察试样的腐蚀程度，可以评估材料的晶间腐蚀敏感性。

2.焊接连接处腐蚀试验法通过模拟实际的焊接接头，对焊接连接处进行腐蚀试验。

这种方法更接近实际应用环境中的情况，可以更准确地评估材料在焊接热影响区域的晶间腐蚀情况。

通常采用电化学方法进行试验，如恒电位法或交流阻抗法。

3.金相显微组织观察法金属材料的显微组织往往与晶间腐蚀敏感性密切相关。

通过光学显微镜或电子显微镜观察试样的金相组织，可以评估晶粒边界的特征和化合物相的分布情况。

晶间腐蚀敏感性通常与晶界的特征有关，如晶界的偏聚现象和特定化合物相的形成。

4.化学分析法化学分析法通过对试样进行化学分析，检测晶界区域的元素异常含量，从而间接评估晶间腐蚀敏感性。

常用的化学分析方法有扫描电子显微镜-能谱分析（SEM-EDS）和电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）。

总结来说，晶间腐蚀检验方法包括标准腐蚀试验法、焊接连接处腐蚀试验法、金相显微组织观察法和化学分析法等。

这些方法均可以评估材料的晶间腐蚀敏感性，为材料的设计和选择提供参考依据。

然而，每种方法都有其局限性和适用范围，在应用时需要综合考虑多种因素。

此外，随着科学技术的不断进步，新的检验方法也在不断涌现，为晶间腐蚀问题的解决提供更多选择。