4.1. Межкристаллитная коррозия
разрушение металла по границам кристалла под воздействием среды. Нагрев стали, при сварке, способствует проявлению этого вида коррозии.
Это недостаток нержавеющих сталей.
а
) б)
Рис. 13. Схема коррозионного разрушения сварного
соединения аустенитной стали
а) сварка толстыми валиками;
б) сварка тонкими валиками в охлаждении.
В ходе сварочного нагрева в интервале температур 450 – 850 0С по границам зерен аустенитной выплавке хрома, следовательно, наружные слои аустенитного зерна теряют стойкость против коррозии. Сварные конструкции подвержены межкристаллитной коррозии, теряют металлические свойства и при ударе не издают характерного для металла звука. Карбиды хрома могут образоваться при температуре 400 0С в ходе длительной выдержки. Наиболее опасно в зоне термического влияния участок нагретый 750 – 850 0С. Нагрев стали выше температуры 850 0С вызывает растворение в аустените ранее образовавшихся карбидов хрома. Температура 450 – 850 0С – опасная зона.
При однопроходной сварке, примыкающие к металлу шва участки металла короткое время находятся под воздействием опасного нагрева, поэтому межкристаллитной коррозии не будет.
В случае многопроходной сварки (а) время пребывания в зоне опасного нагрева повышается, что ведет к повышению скорости межкристаллитной коррозии.
В случае сварки тонкими валиками (б) с охлаждением после каждого прохода склонность к межкристаллитной коррозии снижается.
В реальных сварных конструкциях для предотвращения склонности к межкристаллитной коррозии хромоникелевых сталей применяют специальные меры:
Снижение содержания углерода в стали до предела его растворимости в аустените при комнатной температуре. Промышленные хромоникелевые стали, содержание 0,02 – 0,03 % углерода невосприимчивы к межкристаллитной коррозии в зоне термического влияния. Такой способ применяют редко, так как производство стали с малым количеством углерода дорого. Ее прочность снижается, и она становится склонной к охрупчиванию при температурах 450 – 500 0С.
Дополнительное легирование элементами, способствует соединению с углеродом быстрее, чем хром, титан, тантал, ниобий. При сварке эти элементы соединяются с избытком углерода, образуя соответствующие карбиды, а соединение хрома в поверхностных слоях зерен аустенита не меняется. Недостаток: являясь активными карбидообразующими титан и ниобий действуют, как ферритизиторы, и при сварке они создают шов, превращая его структуру из аустенитной в аустенито–ферритную. Поэтому предъявляются жестокие требования по их содержанию в сталях. Количество титана и ниобия зависит от содержания углерода. Титан добавляют в стали в 5 раз больше, чем углерода, ниобия в 8 раз больше, чем углерода.
В отечественной промышленности отдают предпочтение сталям, легированным титаном, для большей гарантии содержания углерода уменьшено до 0,08 %, а в сварных проволоках до 0,06 %. Межкристаллитная коррозия может проявляться в металле шва и на границе металла с основным металлом. Некоторые нержавеющие стали подвержены ножевой коррозии.