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总体概况
晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀。腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展,晶粒本身腐蚀很轻微,这种腐蚀便称为晶间腐蚀。这种晶间腐蚀使金属晶粒间失去结合力,金属强度丧失,导致构件过早破坏。例如遭受这种腐蚀的不锈钢,表面看起来还很光亮,但经不起轻轻敲击便破碎成细粒。由于晶间腐蚀不易检查,所以会造成设备的突然破坏,它的危害性很大。不锈钢、镍基合金、铝合金、镁合金等都是晶间腐蚀敏感性高的材料。在受热情况下使用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。以晶间腐蚀为起源,在应力和介质的共同作用下,可使不锈钢、铝合金等诱发晶间应力腐蚀,所以晶间腐蚀有时是应力腐蚀的先导。汽车制造中应用越来越多的不锈钢、铝合金等材料,由于在制造中经受了不恰当的加热、焊接,晶粒与边界化学成分发生变化,也就是说在晶界析出了含高铬量的碳化物Cr23C3、(CrFe)7C3和σ相,致使晶界附近严重贫铬,铬含量低到不足以使该区域产生钝化,导致腐蚀沿晶界及其附近发生。
在通常腐蚀条件下,钝化合金组织中的晶界活性不大,但当它具有晶间腐蚀的敏感性时,晶间活性很大,即晶格粒与晶界之间存在着一定的电位差,这主要是合金在受热不当时,组织发生改变而引起的。所以晶间腐蚀是一种由组织电化学不均匀性引起的局部腐蚀蚀。此外晶界存在杂质时,在一定介质也也会引起晶间腐蚀。晶间腐蚀的根本原因是晶粒间界及其附近区域与晶粒内部存在电化学上的不均匀性,这种不均匀性是金属材料在熔炼、焊接和热处理等过程中造成的。例如:①晶界析出第二相,造成晶界某一合金成分的贫乏化;②晶界析出易于腐蚀的阳极相;③杂质与溶质原子在晶界区偏析;④晶界区原子排列杂乱,位错密度高;⑤新相析出或转变,造成晶界处较大的内应力。这些原因均可能构成特定体系的晶间腐蚀机理模型。总之,当某种介质与金属所共同决定的电位下,晶界的溶解电流密度远大于晶粒本身的溶解电流密度时,便可产生晶间腐蚀。