2010ASTMA262奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的测定中文版

标准名称:A262-10
奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的测定标准1
这个标准是在既定A262标准指导下发行的;紧接标准号后面的数字表明最初采用或上一次修订的年份。括号内的数字表示上一次重新批准的年份。上角标希腊字母(ε)表示自上次修订或重新批准的编辑上的变化。
这个标准被国防部代理处批准使用。
1.使用范围
1.1测定包括以下5个试验方法:
1.1.1 A法-奥氏体不锈钢草酸浸蚀组织分类试验方法(从第3节至第7节),
1.1.2 B法-奥氏体不锈钢硫酸-硫酸铁测定晶间腐蚀敏感性试验方法(从第8节至第14节),
1.1.3 C法-奥氏体不锈钢硝酸测定晶间腐蚀敏感性试验方法(从第15节至第21节),
1.1.4 E法-奥氏体不锈钢铜屑-硫酸铜-硫酸测定晶间腐蚀敏感性试验方法(从第22节至第31节),
1.1.5 F法-含钼铸造奥氏体不锈钢铜屑-硫酸铜-50%硫酸测定晶间腐蚀敏感性试验方法(从第32节至第38节)。
1.2以下因素影响着这些方法的测定:
1.2.1在所有6个试验方法中都可以检测出晶间腐蚀敏感性和碳化铬析出的关系。
1.2.2含铬镍钼锻钢中的σ相,无论显微组织下存在与否只会在硝酸中产生很高的腐蚀率。
帝京景物略1.2.3含钛或铌稳定化合金中的σ相和含钼铸造不锈钢合金中的σ相,无论显微组织下存在与否,都会在硝酸和硫酸-硫酸铁溶液中产生很高的腐蚀率。
1.3草酸浸蚀试验方法是一种通过对试样简单浸蚀快速筛选的方法,某些不锈钢试样的晶间腐蚀敏感性与碳化铬的析出基本上没有关系。这些试样在某种腐蚀试验方法中有很小的腐蚀率,因此,可以当作是“可接受的”从试验中筛选出来。
1.4硫酸-硫酸铁试验方法,铜屑-硫酸铜-50%硫酸试验方法和硝酸试验方法依靠试样重量损失的测定,对所测试样的相对性能提供一个数量上的检测。相比之下,铜屑-硫酸铜-16%硫酸试验方法依靠对弯曲试样的目测检验,因此试样只分为可接受的和不可接受的。
1.5在多数情况下,15小时的铜屑-硫酸铜-16%硫酸试验方法或者是120小时的硫酸-硫酸铁试验方法,与草酸浸蚀试验方法结合起来可以在最短的时间内提供需要的信息。除了含钼种类的不锈钢需要在硝酸的环境下使用以外,所有附表中的不锈钢(比如316,316L,317和317L)可以结合筛选和腐蚀的试验方法进行评估。
1.6硝酸试验要进行240小时,含钼不锈钢是耐硝酸的,而其它所有的不锈钢在硝酸中使用更易于产生端面晶粒腐蚀.
1.7表1中所列的数据显示的是不锈钢在草酸浸蚀中的数据和其它可以做的试验方法中获得的性质.
底排弹1.8通过这些试验检测了各种不锈钢,Ref(1)中记录了大量的试验结果。
1.9在SI中把这些数值规定为标准。在括号中的英寸-磅等价物也许是很接近的。
1.10这个标准不能列出所有的安全问题,如果可以必须和实际使用联系起来。标准使用者在使用标准之前有责任进行安全,卫生的测定,并进行有限度的调整(在5.6,11.1.1,11.1.9和35.1中有明确的预防措施)。
表1 奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性测定试验方法的应用
注1:对于每一种腐蚀试验,已经发现了各种不锈钢晶间腐蚀敏感性种类。在这个矩形中已经列出了各种钢的种类。除了草酸试验方法,其它的腐蚀方法都列在了表中。
注2:用箭头指出的不锈钢的钢种进行了草酸试验。
草酸浸蚀试验.
AISAA:304,304L
ACI墨白不起眼的一颗星B:CF-3,CF-8
AISA:304,304L,
316,316L,317,317L
ACI:CF-3,CF-8,
CF-3M,CF-8M
AISA:201,202,
301,304,304L,304H
316,316L,316H,317,
317L,321,347
ACI:CF-3M,CF-8M
硝酸试验C(240小时,沸腾溶液)
硫酸-硫酸铁试验(120小时,沸腾溶液)
闽江学院爱恩实达学院铜屑-硫酸铜-硫酸试验(15小时,沸腾溶液)
铜屑-硫酸铜-50%硫酸试验(沸腾溶液)
碳化铬:304,304L, CF-3,CF-8
碳化铬和σ相D:316,316L,317,317L,CF-3M,CF-8M
端面晶粒:所有钢种
碳化铬:304,304L, 316,316L,317,317L, CF-3,CF-8mocvd
碳化铬和σ相:321
CF-3M,CF-8ME
碳化铬:201,202,,301,304,304L,316,316L,317,317L,321,347
碳化铬: CF-3,CF-8
316Ti
AAISA:美国钢铁协会为奥氏体不锈钢制定的标准
BACI:铸造钢协会定的标准
C硝酸试验也许也被用在AISI309,310,348和AISI410,430,446和ACI CN-7M
D当在硝酸中使用时必须用硝酸方法检验
E到目前为止,在试验中没有AISI347σ相的数据
2.参考文献
2.1ASTM标准:
A 370 钢铁产品力学检测的方法和定义
2.2ISO标准:
ISO 3651-2 不锈钢耐晶间腐蚀的测定-第二部分:铁素体,奥氏体,铁素体-奥氏体(双相)不锈钢-在中级浓度的硫酸中进行腐蚀测定。
A法-奥氏体不锈钢草酸浸蚀组织分类腐蚀试验方法(2)
3.使用范围
3.1草酸浸蚀试验用于材料接收而非拒收。和其它评价试验方法结合起来鉴别是否免于其它方法试验。本试验方法与其它的测定方法结合起来使用,可以快速地判断无晶间腐蚀敏感性试样进行的试验方法。这样的试样在不同的换命快递热酸中经过4小时到240小时试验有很低的腐蚀率。利用侵蚀表面的组织可以对这些试样进行识别,通过以下的标准进行分类:
3.2草酸浸蚀试验方法一般用来筛选试样,判定试样使用B法-硫酸-硫酸铁试验方法、C法-硝酸测定试验方法、E法-铜屑-硫酸铜-16%硫酸还是F法-铜屑-硫酸铜-50%硫酸进行测定。
3.2.1表格中的试验方法显示地是将不锈钢试样的浸蚀组织分为可接受的不可接受的可接受试样不需要进行热酸溶液试验,而不可接受浸蚀组织试样必须在指定的热酸中进行试验。
3.3表格2中列出了适用于草酸浸蚀试验方法的不锈钢种类和热酸试验方法的种类。
3.4超低碳不锈钢和稳定化不锈钢(比如304L,316L,317L,321和347)经过650~675℃(1200~1250°F)的敏化处理后进行试验测定,在这个温度范围内有大量的碳化物析
出。敏化处理必须在草酸浸蚀试验之前进行,一般使用最多的敏化处理是675℃(1250°F),1小时。
表2浸蚀试验的应用
AISI 种类                  ACI种类
B法-硫酸-硫酸铁试验    304,304L,316,316L,317,317L  CF-3,CF-8,    CF-3M,CF-8M
C法-硝酸测定试验        304,304L                    CF-3,CF-8,
E法-铜屑-硫酸铜-硫酸    201,202,,301,304,304L, 316,
316L,316H,317,317L,321,347          ……
F法-铜屑-硫酸铜-50%硫酸        …….                  CF-3M,CF-8M,
4.设备
4.1直流电源,蓄电池、发电机或可以提供15V和20A的整流器。
4.2电流表,范围是0~30A(注1)。
4.3可变电阻器(注1)。
4.4阴极-一个圆柱性的不锈钢片或者更好的是一个1-qt(0.946L)的不锈钢杯。
4.5大的电夹子-使试样保持浸蚀。
4.6冶金显微镜-在250~500倍下检测试样浸蚀组织。
4.7浸蚀电池的电极-浸蚀的试样是阳极,不锈钢杯或和试样一般大小的不锈钢活片是阴极。
4.8电解液-草酸,(H2C2O4·2H2O),试剂,10%溶液。
注1:电路中的可变电阻器和电流表控制着试样上的电流。
5.试样的制备
5.1切割-一般使用锯切,而不使用剪切,尤其对于超低碳钢。剪切对临近金属冷加工,影响了金属的敏感性。除去剪切造成的影响部分,再对剪切试样进行显微观察。一个合适试样的尺寸是25×25mm(1×1inch)。
5.2试验的目的是要是检测试样的表面尽可能的与实际情况相符。因此,试验中试样表面最好的部分是横截面。试样为了得到需要的表面必须如5.3中所讲的进行表面处理。为了在试验中让试样保持合适的尺寸试样要用机器进行处理。通常情况下试样材料本身的减少基本不会对试验结果产生影响。如果试样表面有渗碳现象,也许必须用大砂轮和机器进行去碳处理。这样的试样原则上是不允许试验的,除非是为了证明其影响进行地实验。
5.3抛光-为了对试样进行横截面浸蚀和显微观察,所有试样的横界面应该进行抛光。对于含有焊缝的试样应该对其母材、热影响区和焊接金属的表面进行抛光。试样上的氧化皮必须用80号或者120号的砂带或砂轮进行研磨,为了减少热量的产生必须用较好的砂纸淹没。因为大的划痕不需要去除,因此抛光在很短的时间内就可以完成。实际操作中抛光区域应该在1cm2或更大。如果横截面方向小于1cm,那么长度方向最少应该抛光1cm。当长度方向小于1cm时,整个横截面应该都被抛光。
5.4浸蚀溶液-将100g试剂草酸(H2C2O4·2H2O)溶解于900mL蒸馏水中,进行搅拌直到所有的草酸全部溶解。
5.5浸蚀环境-抛光试样浸蚀时,电流密度为1A/cm2,浸蚀时间为1.5min。为了获得正确
的电流密度:
5.5.1浸蚀试样的总浸蚀面积应该用平方厘米测量。
5.5.2可变变阻器用来调整电流,直到电流表的安培数与每平方厘米浸蚀区域的值相等。
5.6浸蚀试验的注意事项:
5.6.1警告-浸蚀必须在通风罩下进行试验。电极产生的气体和草酸蒸发的气体是有毒的,对粘膜有刺激性作用。
5.6.2在阴极上逐渐形成一层黄-绿薄膜,这样会增加浸蚀电池的电阻。当发生这种情况时,应该向不锈钢容器或作为阴极的钢中增加酸(比如30%硝酸)来消除薄膜。
5.6.3当进行浸蚀时溶液温度应该逐渐升高。两个容器中的溶液温度应该轮流保持在50℃以下。当一个容器进行试验时,另外一个容器应该用自来水进行冷却。加热的速率受电池产生的直流电的影响。因此,在保证能浸蚀的情况下,浸蚀区域要尽可能的小。
5.6.4用夹子夹住试样进入溶液进行试验是不允许的。
5.7冲洗-试样浸蚀后,用热水和丙酮或酒精洗净,避免草酸遗留在试样上,然后再清洗干净。
5.8对不会产生碳化铬敏感性的含钼钢种(比如AISI316、316L、317、317L)在难以出现阶梯组织时,可以用10%过硫酸铵溶液代替草酸溶液。当电流密度为1A/cm2,浸蚀时间为室温5~10min时,试样会出现阶梯组织。
6. 浸蚀组织的分类
6.1对于锻造的钢种在250倍和500倍的显微镜下观察试样表面,对于铸造的钢种大约在250倍显微镜下进行观察。
6.2对于棒材和管材,从内径到外径观察其浸蚀横截面;对于板材,从板的两面观察其浸蚀横截面;对于含有焊缝的试样,从所有区域(包括母材、热影响区和焊接金属)观察其浸蚀横截面。
6.3浸蚀组织按照下面的种类进行分类:
6.3.1阶梯组织(图1)晶粒间呈台阶状,晶界无腐蚀沟。
6.3.2混合组织(图2)晶界有腐蚀沟,但没有一个晶粒被腐蚀沟包围。
6.3.3沟状组织(图3)个别或全部晶粒被腐蚀沟包围。

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