竇學(xué)利

（南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111）

0 前言

不銹鋼作為一種新型材料，在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用于鐵道車輛、航空、船舶等行業(yè)。隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，近幾年不銹鋼材料已廣泛應(yīng)用于我國(guó)的機(jī)車車輛行業(yè)，主要用于車體的制造，通過(guò)冷彎、冷壓成型等方式制作零件，各個(gè)零件之間通過(guò)電阻點(diǎn)焊或電弧焊等方式連接，其中電弧焊連接方式會(huì)造成零件變形，導(dǎo)致車體骨架完工后外型尺寸發(fā)生改變，影響車體的裝配，需要在骨架的相應(yīng)部位進(jìn)行火焰調(diào)修，調(diào)修時(shí)使用氧-乙炔火焰加熱，調(diào)修溫度一般在600℃以下?；鹧娴母邷貙?duì)不銹鋼材料的性能影響較大，特別是對(duì)原材料的耐腐蝕性產(chǎn)生很大影響。通過(guò)對(duì)不銹鋼材料進(jìn)行晶間腐蝕性實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)一步研究火焰調(diào)修對(duì)于原材料耐腐蝕性的影響。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法

將不銹鋼30 mm×10 mm(4-SUS301L-HT)試樣分別在450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃敏化溫度范圍內(nèi)保溫2 h后空冷至室溫，然后在10%草酸浸蝕液中進(jìn)行晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)。通電電流密度1 A/cm2，通電時(shí)間90s，浸蝕溫度20℃～50℃，浸蝕結(jié)束后用流水洗凈、干燥，在金相顯微鏡（200～500倍）下觀察試樣全部的侵蝕表面。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：WD30_1型直流穩(wěn)壓電源、電解浸蝕裝置（見(jiàn)圖1）、OLYMPUS-BX51M顯微鏡。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1 電解浸蝕裝置示意

不銹鋼晶界形態(tài)共分五類：第一類是階梯組織，形貌特征為晶界無(wú)腐蝕溝，晶粒間呈臺(tái)階狀；第二類是混合組織，形貌特征為晶界有腐蝕溝，但沒(méi)有一個(gè)晶粒被腐蝕溝包圍；第三類是溝狀組織，形貌特征為晶界有腐蝕溝，個(gè)別或全部晶粒被腐蝕溝包圍；第四類是游離鐵素體組織，形貌特征為鑄鋼件及焊接接頭晶界無(wú)腐蝕溝，鐵素體被顯現(xiàn)；第五類是連續(xù)溝狀組織，形貌特征為鑄及焊接接頭，溝狀組織很深，并形成連續(xù)溝狀組織。

試樣經(jīng)不同溫度處理后的晶間腐蝕形態(tài)如圖2所示，由圖2可知，常溫下的SUS301L-HT不銹鋼腐蝕形貌屬于第一類晶界形態(tài)，呈階梯組織，其形貌特征為晶界無(wú)腐蝕溝，晶粒間呈臺(tái)階狀。但在450℃～750℃溫度區(qū)間經(jīng)過(guò)敏化處理后，不銹鋼腐蝕表面不同程度地出現(xiàn)晶間腐蝕溝現(xiàn)象，大都呈混合組織特征，屬于第二類晶界形態(tài)，形貌特征為晶界有腐蝕溝，但尚無(wú)一個(gè)晶粒被腐蝕溝包圍。但是當(dāng)敏化處理溫度為650℃時(shí)，晶界大都存在腐蝕溝形貌特征，甚至個(gè)別晶粒邊界的腐蝕溝沿晶界呈連續(xù)網(wǎng)狀分布，可以判定為準(zhǔn)第三類晶界腐蝕形態(tài)。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕可以用晶間貧鉻理論來(lái)解釋：沿晶界沉淀析出Cr23C6碳化物，致使晶粒邊界層含Cr量低于12%，造成該局部區(qū)域電極電位下降。當(dāng)鋼材置于腐蝕介質(zhì)中則發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生晶間腐蝕。

3 結(jié)論

與原材料晶界形態(tài)相比，經(jīng)過(guò)450℃～750℃溫度區(qū)間敏化處理后，不銹鋼腐蝕表面不同程度地出現(xiàn)晶間腐蝕溝現(xiàn)象，形貌特征為晶界有腐蝕溝，特別是當(dāng)敏化處理溫度為650℃時(shí)，晶界大都存在腐蝕溝形貌特征，甚至個(gè)別晶粒邊界的腐蝕溝沿晶界呈連續(xù)網(wǎng)狀分布。當(dāng)焊后調(diào)修溫度超過(guò)650℃時(shí)，原材料的抗晶間腐蝕性能將明顯降低。

圖2 晶間腐蝕形貌特征

[1]陳祝年.焊接工程師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2]盧世英.不銹鋼[M].北京：原子能出版社，1995.

[3]崔忠忻.金屬學(xué)與熱處理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.