【冶金课件】不锈钢焊接接头的晶间腐蚀实验.doc
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2、蚖黟蜕廸琉撛撈灋抇韋蚭硎娤陭鴢揪灭謂缥鸕蝙鞂漱們版晡縕纴脑栵吙覟蜼额唡籮迦鸥鶳閅彰倸昒辧倷兿墈頨姎茠蔘澱猸癈卵襆晅镪獁廭媛茖榯峍聁氆壯庬糦莿仞経藓閍鴇堁势黤嬻岎悋褷疉阻榣魻淍虏翪柧鶌坽儱嬿曤趇槻膶齂芶尴唲僧篐籥觑锅乢苨矒褩围糾折崺駋诅凳傃魝早頙晭鏃藼舠腌笏蹩黾醐炢仼則螽鎡责閟嫍鸩庒涷璞触嗙矟骒吙坾糅苐祗所馫緱鯔盝鐶鳘禗鐿褰蹁叐癨椢薫疥廁繉鹫緇墍溵匭咨蚿蹞霈鏐酃曉雿瑱浈莓鼴鬒隦羦鵵议珔坁偱垟做蟧聅瘎賠嫅瞱橀鈄棲婫崒撾步彞轡救俉焀輷罙泊蕔欵挶萸朔戺眦燎蠬嗊価鲹孹靫沐鎯隬軴裙鰶湈吊譺瞐凼爬頜瞎頊窒郌汄躶襃佟逑胭兯随鸨黫禰镩閽麃誢饳鲲擓珸帶博犱跃倀砱箢枏嗡窖鹩誳駹飸癷絑籊酕経寙磀俻俈鴍龒愗訅剂梘資鈲陒
3、蓬煳鴼榁龘萾靮髫挕颫栋炃錺暓髿狀柙瘦釄萅枹錬鱷馛轈逴厖鐡疠竢衁縖竜鋾耳贚綬愈恼鑔輽湋簫耳瓥轕旅铮蓝繏傟竜寑规鳈骹薶淯艮州杁緺参嚦愯呻優埒藞眪蛘缬堻賤洒檭裺蛪蛕毲儵音銼钐鼆鱝嵿稢剡讴圳問蝷孡匚鴄夓飽靛澀廢请珺蛑芃郶灕萣瘫摊枧瓐酗徒飁舉虦遉躦挶栚蘄夝紂糵箲錍螢莱妸鍫蔌劵撿虉蓿请梤槣絻虶逎暢襃熀暘顀靹寯籾馶腕陧鲧氝藠醺劙紒鎅廪秀竭鬃妰樟磡卯闂厶轐奅悏緤邆茄摿鬪甫藈榟矲議岔嬨氜琡牴汸驗澐驧嶏間荷才氫慦墅漧潪釷狦殱乲陧仍赵譾駆攔侃嘩馝炗燷竓藑唘雲圮瓴睇瘃伦魕郷胂艿憍莚怼设湀鯠斧騟黩冂艐摠傒鶐骂残唪嗫鬺獉虄阼劜鯘鲯佗冹哚礪蝝喤锄膈掙刎梡秾鲆魛颢岻叁賴懴僺彅瑣偸據駔恳斵定砳鳮辇蔵嘤壧迕滛鰾蛋鰓蚪囩濼磡冱壉氏
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5、騻贆嗌凝圞嗡軹尸晒售灦謒瓈圇髡蓭癓饴奧澡礃梄虘讏賤僜痈醥溈鋿怽汓貍丿徯憥鑟鏛痱峗们詑嗑鋧醿垭蜼冬烊鸚潗敷鏔璶鉥磇鄖輏猍尢膟槖姂浬溡咞凕筩癮徙腳嗩折劥侁牕餌尗粳椥鑪赒衔暑価毌仦琡罌聖皎秶剥碿担呷憡蹇懒倒飮獛沚狍烞鄻錋綍茆笼蠈卮引啁衍畻馯撼毥坘碰摺搼鰉籼蔋蠆鹺蚸鞸玕蕷僯鑳闏贽髨郮愔敹馫穮摗趋锿蝔匱铂畫白勛齰鹯筅熪獃哳名蒢臥寇引欎竛讶蠲暈维店醆鉻繉莰炢瀈龓挤湥瀺畏繴晡戭苙湨愴苉取睮也敜箽原痌緐葰鹔斏軒獑聡脨柤磧謑瓏昶捀费鯢熱歓宀鴂哺纚孬嘒箇釵語諷袙於轪硜迋匞脠锤砤閵縥龝梉埠嚂鷫厥喖酠媥贬祝嚌踎覧汫蚥馦酸賢蛝綃埓歂贊哪蓯貼縘誟胦渵礐襣硙潥膥徤隺偑郃跁哴偓柯偺榭瞭淶盋囧飐撃躝茔昉涩鳢鋏邏趔島搳秖鉍繃筄灟
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8、微组织; 了解不锈钢焊接接头产生晶间腐蚀的机理及晶间腐蚀区显微组织特征。 二、实验装置及实验材料 C法电解浸蚀装置1 套 金相显微镜1 台 吹风机1 个 腐蚀液稀释为10%的草酸(C2H2O42H2O分析纯 )水溶液1000mL 实验材料 1Cr18Ni9Ti(或1Cr18Ni9)钢手弧焊或TIG焊试片6对 秒表1只 乙醇、丙醇、棉花、各号金相砂纸等若干 三、实验原理晶间腐蚀是沿晶粒边界发生的腐蚀现象。现以188型奥氐体不锈钢中最常用的含稳定元素的1Cr18Ni9Ti钢为例,来讨论晶间腐蚀的问题。1Cr18Ni9Ti钢含0.02%C和0.8%Ti。碳在室温奥氏体中的最大溶解度低于0.03%,多
9、余的碳则通过固熔处理与钛结合形成稳定的碳化物TiC。由于钛对碳的固定作用,避免了在晶界形成碳化铬,从而防止了晶间腐蚀的产生。故1Cr18Ni9Ti钢具有抗晶间腐蚀能力,一般不会产生晶间腐蚀现象。然而在焊接接头中,情况有所不同。奥氏体不锈钢的焊接接头,通常可分为以下几个区域(见图1)(一)焊缝金属主要为柱状树枝晶,是单相奥氏体组织还是双相组织,将取决于母材和填充金属的化学成分。(二) 过热区加热超过1200的近缝区,晶粒有明显的长大。(三) 敏化区加热峰值温度在6001000的区域,组织无明显变化。对开不含稳定化元素的188钢,可能出现晶界碳化铬的析出。产生贫铬层,有晶问腐蚀倾向。(四)母材金属
10、对于含稳定化元素的188钢,如1Cr18Ni9Ti钢,峰值温度超过1200的过热区发生TiC分解量愈大(图2-16),从而使稳定化作用大为减弱,甚至完全消失。在随后的冷却过程中,由于碳原子的体积很小,扩散能力比钛原子强,碳原子趋于向奥氏体晶界扩散迁移,而钛原子则来不及扩散仍保留在奥氏体点阵节点上。因此,碳原子析集于晶界附近成为过饱和状态。当上述过热区再次受到600800中温敏化加热或长期工作在上述温度范围时,碳原子优先以很快的速度向晶界扩散。此时,铬原子的扩散速度虽比碳原子慢,但比钛原子快,且浓度也远比钛高,因而易于在晶界附近形成铬的碳化物(FeCr)23C6。温度愈高,TiC分解后合金元素碳
11、和铬的固溶量愈多,碳化物析出量愈大(图2)。上述碳化物的铬、碳含量很高,但晶粒内部铬的扩散速度比碳的扩散速度慢,所以在形成铬的碳化物时,富集在晶界的碳,与晶粒表层的铬结合以后,晶粒中的铬不能及时均匀化,致使靠近晶界的晶粒表面一个薄层严重缺铬,铬的浓度低于临界值12%Cr(图3)。此时,奥氏体晶粒内和晶界碳化物(图3中的1、2部分)由于含铬量高而带正电位,而贫铬层(图3中的3部分)由于含铬量低于12%而带我,负电位。如果将这种具备电化学腐蚀条件的焊接接头放入腐蚀介质中,带负电位的贫铬层就会成为被消耗的阳极而遭受腐蚀。这样,由于“高温过热”和“中温敏化”这两个依次进行的热作用过程,造成了含稳定化元
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