Ăn mòn giữa các hạt (IGC), đôi khi được gọi là tấn công giữa các hạt (IGA), là một sự ăn mòn phổ biến gần ngay sát ranh giới hạt trong cấu trúc sắt. Ngược lại, phần lớn các loại thành phần khác hầu như không bị ảnh hưởng.

Mặc dù tổn thất kim loại là tối thiểu, nhưng IGC có thể gây ra sự cố nghiêm trọng của thiết bị. IGC là một dạng tấn công phổ biến đối với các hợp kim khi có môi trường ăn mòn dẫn đến mất độ bền và độ dẻo. Không nên nhầm IGC với nứt ăn mòn ứng suất (SCC) . SCC yêu cầu ứng suất (dư hoặc tác dụng) tác động liên tục hoặc theo chu kỳ trong môi trường ăn mòn tạo ra các vết nứt theo đường nối các hạt .

Ăn mòn giữa các hạt (IGC) được hình thành như thế nào?

Sự ăn mòn cục bộ ICG tại các ranh giới hạt là do sự hòa tan anốt của các khu vực bị suy yếu bởi các nguyên tố hợp kim, kết tủa giai đoạn hai hoặc các khu vực có các nguyên tố hợp kim hoặc tạp chất bị cô lập.Phần còn lại của bề mặt tiếp xúc thường hoạt động như cực âm, và các khu vực âm cực lớn hỗ trợ quá trình hòa tan anốt.

Tỷ lệ catốt trên anốt thường lớn hơn một. Nó phụ thuộc vào các yếu tố như phần thể tích và sự phân bố của các pha hoạt động điện hóa, sự phân bố của các nguyên tố tạp chất và hợp kim bất lợi, và kích thước hạt .

Các tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào cơ chế ăn mòn chi phối, và các yếu tố như sự khuếch tán của các loài hoặc từ phía trước anốt có thể chi phối các động học giải thể. Một đặc điểm đáng kể của IGC là sự phát triển của độ sâu tấn công tương đối đồng nhất và đồng đều. Sự giải thể của các ranh giới hạt gây ra sự rời rạc của các hạt, thường được gọi là sự rụng hạt . Sự rơi hạt là nguyên nhân gây ra hầu hết sự mất trọng lượng quan sát được sau khi tiếp xúc với IGC, và tốc độ ăn mòn do đó có thể cao hơn vài bậc so với trong quá trình ăn mòn nói chung.

Hình: Ăn mòn kim loại (Nguồn: Anmec)

Hình: Ăn mòn kim loại (Nguồn: Anmec)

Vật liệu thường bị ảnh hưởng bởi sự ăn mòn giữa các hạt

Sự tấn công ăn mòn giữa các hạt chủ yếu phổ biến ở một số loại thép không gỉ hơn là ở thép cacbon. Tuy nhiên, các vật liệu sau đây không bị loại trừ khỏi cuộc tấn công IGC.

  • Các lớp thép không gỉ Austenit không ổn định 304 và 316 được sử dụng trong các nhà máy hóa chất dễ bị IGC tấn công khi được sử dụng trong giai đoạn nhạy cảm . Sự nhạy cảm là do sự kết tủa của cacbua crom ở ranh giới hạt trong khu vực tiếp giáp với các mối hàn, nơi nhiệt độ nằm trong khoảng 500 – 800 ° C (932 – 1472 ° F). (Để biết thêm về chủ đề này, hãy đọc Độ ngắn nóng và hàn ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại như thế nào.)
  • Hợp kim niken-đồng ( Hợp kim 400 , UNS N04400) dễ bị IGC tấn công khi tiếp xúc với một số loại dung dịch axit flohydric và axit cromic.
  • Sự tấn công IGC có thể xảy ra trong các hợp kim niken-molypden (Hợp kim B, UNS N10001) tiếp xúc với axit clohydric và axit sulfuric nóng do sự kết tủa của các thành phần giàu molypden.
Hình: Ăn mòn hạt trong kim loại (Nguồn: Anmec)

Hình: Ăn mòn hạt trong kim loại (Nguồn: Anmec)

  • Các hợp kim niken-crom như Hợp kim 600 dễ bị IGC tấn công. Do đó, nó không được thiết kế để sử dụng trong môi trường ăn mòn.
  • Lớp nhôm 2024 và 7075 dễ bị IGC tấn công vì CuAl 2 kết tủa ở ranh giới hạt hoạt động như cực âm, đẩy nhanh vùng cạn kiệt tiếp giáp với ranh giới hạt. Ngoài ra, lớp nhôm 5083 và 7030 cũng dễ bị IGC tấn công.
  • Kẽm (Zn) có độ tinh khiết cao không dễ bị IGC. Tuy nhiên, nhôm như một nguyên tố hợp kim hoặc các tạp chất trong hợp kim kẽm có thể gây ra sự tấn công IGC.

Xem thêm: 5 trường hợp kim loại bị ăn mòn trong nước.