不锈钢板材晶间腐蚀测试

不锈钢晶间腐蚀测试是评估不锈钢材料在特定条件下抵抗沿晶界发生腐蚀能力的重要手段，以下从测试原理、方法、标准、流程、设备及结果分析等方面进行详细介绍：

测试原理

不锈钢在450 - 850℃敏化温度区间加热时，碳化铬（Cr₂₃C₆）沿晶界析出，导致晶粒表层贫铬（Cr<12%）。在腐蚀介质中，贫铬区与晶粒形成微电池，晶界作为阳极优先溶解，形成连续腐蚀沟槽（宽度0.01 - 0.1mm）。表面无明显宏观腐蚀，但材料的力学性能会急剧下降，如延伸率降低50%以上。

测试方法

化学浸泡法

Huey法：将试样置于沸腾的65%硝酸溶液中，连续进行5个48小时周期的浸泡，通过测量失重率来评估晶间腐蚀程度。适用于奥氏体不锈钢，依据标准为ASTM A262 E和GB/T 4334.3。

Strauss法：在沸腾的25% + 铜溶液中浸泡15小时，之后通过弯曲试验观察晶界裂纹。适用于奥氏体不锈钢，标准为ASTM A262 C。

Streicher法：于沸腾的50%磷酸 + 铜溶液中浸泡120小时，同样结合弯曲试验判断晶间腐蚀敏感性，标准为ASTM A262 B。

电化学法

双环动电位再活化法（DL - EPR）：通过测量并分析试样在配置电解液中的再活化极化曲线，获知晶界贫铬区的溶解行为，进而判断晶间腐蚀敏感程度。具有快速、定量、非破坏等优点，常用于测试奥氏体不锈钢。适用标准为ASTM G108、GB/T 29088。

测试标准

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ASTM A262：涵盖了多种针对奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的检测方法，如上述的Huey法、Strauss法、Streicher法等。

ISO 3651：包括不锈钢抗晶间腐蚀测定的相关标准，如 - 铜弯曲试验等。

中国国家标准（GB）

GB/T 4334：详细规定了不锈钢晶间腐蚀试验方法，包括沸腾硝酸法、 - 铁法等多种方法。

GB/T 29088：适用于双环动电位再活化法测试不锈钢晶间腐蚀敏感性的标准。

测试流程

试样制备

取样：根据测试要求，从母材、焊缝、热影响区等部位取样，确保试样具有代表性。

表面处理：对试样表面进行打磨和抛光，去除氧化层和划痕，保证表面质量。一般要求表面粗糙度Ra≤0.8μm。

敏化处理：对于需要模拟实际工况的试样，进行敏化处理。例如，奥氏体不锈钢通常在650℃±10℃下保温2小时，空冷；双相不锈钢在700℃±10℃下保温30分钟，水冷。

溶液准备：根据不同的测试方法，配制相应的试验溶液。如Huey法需配制65%的硝酸溶液，Strauss法需配制25% + 铜溶液等。

试验操作

化学浸泡法：将试样完全浸入预先加热至沸腾的试验溶液中，开始计时，并保持溶液沸腾状态。严格按照标准规定的试验周期进行浸泡。

电化学法：将试样作为工作电极，连接到电化学工作站上，在配置好的电解液中进行极化曲线测量。控制扫描速率等参数，记录活化峰电流（Ia）与再活化峰电流（Ir）。

结果评定

化学浸泡法：对于Huey法等通过失重率评定的方法，根据腐蚀率公式计算腐蚀率，与标准规定的合格值进行比较。一般要求腐蚀率不超过一定值，如对于某些奥氏体不锈钢，要求腐蚀率不超过0.46mm/a。对于Strauss法等结合弯曲试验的方法，将试样沿直径方向弯曲180°，观察晶界裂纹，无肉眼可见裂纹为合格。

电化学法：根据双环动电位再活化法测得的再活化电荷量（Qr）与活化电荷量（Qa）比值（Qr/Qa）评估敏化度。如敏化度（DOS）<5%为非敏化态，5%≤DOS<15%为轻度敏化，DOS≥15%为严重敏化。

测试设备

化学浸泡法设备

腐蚀槽/容器：采用耐腐蚀材质（如聚四氟乙烯PTFE、玻璃等）制成，用于盛装腐蚀溶液并容纳试样。

加热和控温系统：包括电热板、油浴锅或水浴锅等，用于将腐蚀溶液加热至指定温度，并保持恒定温度，温度波动控制在±1℃以内。

搅拌装置：用于搅拌腐蚀溶液，使溶液均匀混合，保证试验条件的一致性。

悬挂架或夹具：用于固定试样，使其完全浸入腐蚀溶液中，避免直接接触容器壁。

温度计或热电偶：实时监测腐蚀溶液的温度。

电子天平：在试验前后jingque称量试样的重量，计算失重率。

电化学法设备

电化学工作站：包括恒电位仪、电极系统等，用于测量电流随电位变化的关系曲线。

电解池：用于盛装电解液和放置电极。

参比电极：如饱和甘汞电极等，提供稳定的电位参考。

辅助电极：通常采用铂电极等，与工作电极构成电流回路。