Sự tấn công ăn mòn giữa các hạt của thép không gỉ Austenitic

Với thép không gỉ Austenit, sự tấn công ăn mòn giữa các hạt thường là kết quả của sự kết tủa cacbua crom (Cr 23 C 6 ) ở ranh giới hạt, tạo ra một vùng hẹp của sự suy giảm crom ở ranh giới hạt. Tình trạng này được gọi là nhạy cảm (Hình 3). Sự nhạy cảm liên quan đến sự kết tủa của cacbua crom ở ranh giới hạt, dẫn đến một vùng hẹp của sự suy giảm crom ở ranh giới hạt.

Hình: Sự ăn mòn (Nguồn: Anmec)

Bởi vì crom là nguyên tố hợp kim chính làm cho thép không gỉ chống ăn mòn, các vùng thiếu crom dễ bị tấn công ăn mòn. Người ta tin rằng điều này xảy ra bởi vì hàm lượng crom ngay cạnh cacbua có thể thấp hơn mức cần thiết cho hợp kim thép không gỉ. Nếu các cacbua tạo thành một mạng lưới liên tục trên ranh giới hạt, thì sự ăn mòn có thể tạo ra sự tách biệt hoặc khoảng trống ở ranh giới và có thể làm rơi hoặc mất hạt .

Phương pháp phát hiện ăn mòn giữa các hạt

Thông thường, IGC tiến hành dọc theo ranh giới hạt và khó có thể phát hiện bằng mắt thường hoặc bất kỳ kỹ thuật kiểm tra không phá hủy nào khác . Tuy nhiên, vật liệu có thể được kiểm tra khả năng chống lại IGC trước khi chế tạo thiết bị bằng các phương pháp phòng thí nghiệm cụ thể, chẳng hạn như thử nghiệm Huey (sử dụng dung dịch nitric) hoặc thử nghiệm Strauss để xác định tính nhạy cảm của thép không gỉ với sự ăn mòn giữa các hạt. Các thử nghiệm Streicher cũng có thể được sử dụng, mà là dựa trên một quyết tâm giảm cân định lượng. Ngoài ra, vết nứt IGC có thể được nhìn thấy khi một mẫu từ khu vực bị lỗi được chuẩn bị kim loại và kiểm tra dưới kính hiển vi điện tử quét.

Các phương pháp giảm thiểu sự ăn mòn IGC của thép không gỉ Austenitic Niken-Crom

Tiến hành xử lý ủ và làm nguội thích hợp tại xưởng chế tạo hoặc nhà máy sẽ làm giảm tính nhạy cảm của thép không gỉ và hợp kim mang crom giàu niken đối với IGC. Khi các phương pháp xử lý này được thực hiện thành công, các cacbua crom hòa tan, nitrua và cacbit molypden, và các dạng kết tủa trước của chúng, sẽ giữ chúng trong dung dịch trong quá trình dập tắt.

Trong thép không gỉ ferit (AISI Loại 430, Loại 446), tốc độ khuếch tán của cacbon lớn đến mức không thể ngăn chặn được sự kết tủa của cacbua crom, ngay cả khi làm nguội nước nhanh chóng từ các phương pháp xử lý ủ nhiệt độ cao. Tuy nhiên, tốc độ khuếch tán crom trong các hợp kim này cũng cao. Có thể khôi phục các vùng bị suy giảm crom xung quanh các kết tủa cacbua crom bằng cách xử lý nhiệt gần 816 ° C (1.500 ° F). Kết quả là một cấu trúc vi mô chứa một lượng lớn dư lượng cacbua, có khả năng miễn nhiễm với IGC.

Hình: Phương pháp chống ăn mòn kim loại (Nguồn: Anmec)

Khi hàn hợp kim không gỉ, trong nhiều trường hợp có thể ngăn chặn sự hình thành cacbua crom và nitrua bằng cách giảm hàm lượng cacbon và nitơ. Sự ra đời của quá trình khử khí argon-oxy , nấu chảy chân không và nấu chảy lại hồ quang tiêu hao đã ảnh hưởng lớn đến việc ngăn chặn sự hình thành cacbua crom và nitride trong các hợp kim AISI Loại 304L, Loại 316L , Hợp kim C-276 và C-4, và Fe-29 % Cr-4% Mo.

Có thể ngăn chặn sự hình thành cacbit crom trong thép không gỉ bằng cách thêm các nguyên tố titan (Ti) hoặc Niobi (Nb). (Bài đọc liên quan: Vai trò của Crom trong ăn mòn giữa các hạt.) Các nguyên tố này kết hợp với cacbon và làm giảm nồng độ của nó sao cho cacbua crom không được hình thành trong quá trình tiếp xúc với nhiệt độ nhạy trong phạm vi hàn và giảm căng thẳng , và ngay cả trong điều kiện hoạt động. Chúng được gọi là hợp kim ổn định, và chúng là AISI Kiểu 321 (Ti), AISI Kiểu 347 (Nb), Hợp kim 20Cb-3 (Nb), Hợp kim 625(Nb) và Hợp kim 825 (Ti).

Các kích thước khác nhau của mối hàn và các kỹ thuật hàn khác (chẳng hạn như đầu vào nhiệt thấp hơn) có thể làm giảm mức độ nhạy cảm. Tuy nhiên, không dễ để duy trì sự kiểm soát nhất định để làm cho phương pháp này được áp dụng chung.

Các ngành thường bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn giữa các hạt

IGC có thể xảy ra trên bất kỳ thiết bị nào được chế tạo từ thép không gỉ Austenit, hợp kim niken-đồng, hợp kim niken-molypden, hợp kim niken-crom, hợp kim nhôm và hợp kim kẽm trong bất kỳ ngành công nghiệp nào có điều kiện thích hợp, có nghĩa là nếu vật liệu đó chưa trải qua xử lý nhiệt thích hợp và chứa hàm lượng cacbon cao hơn (C> 0,03%) thì nó dễ bị ảnh hưởng.

Hình: Kim loại bị ăn mòn dưới lòng đất

Ăn mòn giữa các hạt có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng trong hầu hết các thiết bị quy trình nếu vật liệu chính xác và xử lý nhiệt thích hợp không được sử dụng trong giai đoạn chế tạo. Việc mất chiều dày tiết diện và xuất hiện các vết nứt có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho các ứng dụng như ngăn áp lực.

Đọc thêm : Ăn mòn giữa các hạt.