Корзина (0)
В корзине пусто!
Межкристаллическая коррозия

Межкристаллическая коррозия

1527
0
25 Декабря, 2019

Механизм межкристаллической коррозии

Межкристаллитная (транскристаллитная) коррозия – это тип коррозии, которая происходит на границах зерен без глубокой коррозии металлической матрицы. Она происходит при двух условиях:

  • Металлографическое;
  • Экологическое.

Металлографическое состояние относится к неровному материалу или структуре, которые по разным причинам установлены на границах зерен. Это условие вызвано модификаторами решетки (кристаллические дефекты) или наличием накопленных гетерогенных фаз на границах зерен в процессе кристаллизации (примеси) или во время термического процесса, который вызвал их осаждение на границах зерен. Условия окружающей среды определяют различные воздействия на границы зерна. Эти дифференцированные воздействия могут быть результатом действия селективного растворения металла в состоянии более высокой реакционной способности или образования гальванических областей, в которых анодные области являются границами зерен, в то время как катодные области являются матрицей металлической распорки.

Межкристаллитная коррозия может происходить даже при высокой температуре через проникновение к границам зерен элементов в газообразном состоянии (например, никеля в присутствии серы и сульфидов). Межкристаллитная коррозия включает в себя многие металлы, такие как алюминий, нержавеющая сталь, сплавы никеля и т. д. Природа этой формы коррозии очень коварна, поскольку она воздействует на микроструктурный уровень без видимых на внешней поверхности продуктов коррозии металла. Таким образом, эта форма коррозии приводит к истощению связи между зернами с ухудшением механических характеристик и распространением трещины между границами разрушенного зерна, то есть, когда приложение усилия является большой интенсивностью. В тяжелых случаях эта форма коррозии металла приводит к измельчению (рис. 1) с катастрофическими и критическими последствиями.

Что касается нержавеющих сталей, то они подвержены межкристаллитной коррозии, когда подвергаются термической обработке, такой как "повышенная чувствительность" к этой форме коррозии. Сенсибилизация нержавеющих сталей происходит после любой термической обработки между 400 и 900°C (например, сварка TIG и MIG). При этой температуре углерод, присутствующий в сплаве, имеет тенденцию образовывать карбиды с хромом, который также присутствует в сплаве. Эти карбиды осаждаются на границах зерен, т.е. в точках повышенной активности, и вычитают элементарный хром, необходимый для получения пассивного слоя и повышения коррозионной стойкости стали.

На рисунке 2 показана тенденция элементного хрома по отношению к сечению двух наиболее близко сенсибилизированных зерен. Вблизи ординаты содержание хрома очень высокое из-за интенсивного формазина карбидов хрома на границе зерен. Сразу после этого содержание хрома быстро падает до таких уровней, чтобы быть меньше предела, за которым сталь является пассивной при простом воздействии на нее воздуха. Это уменьшение элементарного хрома приведет к межкристаллитной коррозии, если сталь вступит в контакт с подходящей агрессивной средой.

Факторы, повышающие риск коррозии

К таким факторам относятся:

  • Содержание углерода: чем выше содержание, тем больше риск этой формы коррозии;
  • Температура для аустенитного диапазона составляет 650-700°С;
  • Сенсибилизация времени: максимальная степень сенсибилизации наступает примерно через 10000 минут;
  • Размер зерна: крупнозернистые будут более восприимчивы к сенсибилизации, чем мелкозернистые;
  • Холодная обработка: увеличивает площади осаждения карбидов хрома;
  • Добавление легирующих элементов: добавление титана или ниобия в процентах способствует образованию карбида титана или ниобия (поскольку он наиболее тесно связан с углеродом), который стабилизирует границу зерен и оставляет нетронутым хром, присутствующий в сплаве.

Методы профилактики межкристаллитной коррозии

Чтобы избежать возникновения транскристаллитной коррозии, необходимо:

  • Избегать сенсибилизирующих тепловых обработок;
  • Избегать чувствительных сталей;
  • Использование стали, стабилизированной титаном или ниобием;
  • При восстановлении сталей, ранее сенсибилизированных посредством термической обработки, снова восстанавливаются карбиды хрома и ограничивается пребывание металла при повышенных температурах;
  • Использование определенных ингибиторов коррозии.
1527
0
25 Декабря, 2019
Связанные статьи
Ваш комментарий будет первым