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GB/T4334-2020晶间腐蚀试验更新了哪些内容?

发布时间:2022-06-21 访问量:130次 来源:隐石检测

GB/T4334-2020适用于检验奥氏体不锈钢及铁素体-奥氏体双相不锈钢的晶间腐蚀倾向,其规定了奥氏体及铁素体-奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法的取制样、试验溶液、试验仪器和设备、试验条件和步骤、试验结果评定及试验报告等。2020版标准在2008版标准的基础上,更改了方法和名称,为后期的晶间腐蚀试验提供重要的检测依据。

晶间腐蚀试验

1 名称的修订

1.1 标准名称

由于铁素体不锈钢的晶间腐蚀标准GB/T 31935-2015《金属和合金的腐蚀 低铭铁素体不锈钢晶间腐蚀试验方法》、GB/T 32571-2016[10]《金属和合金的腐蚀 高铭铁素体不锈钢晶间腐蚀试验方法》先后发布,对于铁素体不锈钢,已有独立的晶间腐蚀试验标准体系,所以GB/T 4334-2008[11]《金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法》标准名称已明显不合适,本次修订后,适用范围包括奥氏体不锈钢以及双相不锈钢,所以2020版标准名称改成"金属和合金的腐蚀 奥氏体及双相(铁素体-奥氏体)不锈钢晶间腐蚀试验方法”,明确了不锈钢测试范围。

1.2 方法名称

2008版标准中方法E名称:不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法;2020版标准中方法E名称:铜-硫酸铜-16%硫酸腐蚀试验方法。2020版的方法E名称中明确了硫酸的浓度,更是与新增方法F的硫酸浓度进行区别。

2 废除和增加部分

2.1废除了方法D:不锈钢硝酸-氢氟酸腐蚀试验方法

废除2008版标准中方法D主要原因如下:

(1)GB/T 4334-2008中方法D最早于1984年修改采用自日本的JISG相关标准。美国ASTM A262-2002a[12]的早期版本中也包含了硝酸-氢氣酸法,但在1993年以后的版本中此方法遭到废除,随后日本也废除了相应标准。

(2)硝酸-氢氟酸法具有如下特点:不锈钢在此试验溶液中的腐蚀电位处在活化-钝化区,因此会伴有严重的全面腐蚀。所以,试样必须采用参照试样,借助腐蚀速率比值的评定方法来筛除全面腐蚀的干扰影响。

(3)试验时的温度要求为70℃,而不采用沸腾,控制相对不便。

(4)试验溶液含有剧毒的氢氣酸,不能使用常规的玻璃容器,而需采用耐硝酸和氢氯酸腐蚀的特制塑料容器。

以上因素都在一定程度上影响了该方法的使用,因此GB/T 4334-2020版标准将该此方法废除。

2.2 增加了方法F(铜-硫酸铜-35%硫酸腐蚀试验方法)和方法G(40%硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法)

对GB/T 4334-2008标准的修改主要依据ISO中标准体系要求,只是保留了ISO标准中的硝酸法和铜-硫酸铜-16%硫酸法,ISO标准中的铜-硫酸铜-35%硫酸腐蚀试验方法并未纳人;随着国内超级不锈钢发展,16%的硫酸-硫酸铜溶液方法对于更恶劣的腐蚀环境不能满足实际工程需求,另外,国内标准体系在高铭铝奥氏体不锈钢及双相不锈钢的晶间腐蚀试验方法方面不够完善,导致国内部分不锈钢的晶间腐蚀试验时无相关国家标准可依,只能选用国际标准。所以参考ISO标准体系和日本相关标准,结合国内不锈钢的实际使用情况,增加了方法F和方法G。

2.3增加了附录C和附录D

GB/T4334-2020版标准中增加了对各种方法及其特点的说明(附录C),增加了方法E、方法F、方法G的适用范围(附录D),明确了不同材料对应的晶间腐蚀方法。

2.4试验报告增加的内容

GB/T4334-2020版标准中,各方法都要求试验报告中增加标准编号及名称、试验方法,完善了报告的内容。

3 内容的修订

3.1取样和制备

GB/T4334-2008版标准的3.1.5中要求所检验面为使用表面,GB/T4334-2020版标准要求试样表面宜接近产品原始表面状态;GB/T4334-2020版标准增加:方法B、方法C中单个试样总表面积应不小于5 cm2。

GB/T4334-2008版标准的3.1.6中要求取样用据切,GB/T4334-2020版标准要求试样采用机加工进行切取,避免了高温对材料组织产生影响。

GB/T4334-2020版标准中各方法的试样尺寸及制备要求表格中,钢板、带和焊管的厚度或直径尺寸由GB/T4334-2008版标准的4mm改为3 mm;宽度由2008版标准的20 mm改为(20+10)mm;方法B和方法C中长度由GB/T4334-2008版标准的30 mm改为(30+10)mm;方法E、方法F和方法G中的长度由GB/T4334-2008版标准方法E的(80~100)mm改为>50 mm。

GB/T4334-2020版标准修订中,此部分与GB/T4334-2008版标准进行了适当的等同,既保证了原标准的延续性,同时提升了标准的先进性、合理性,使不同类型不锈钢的晶间腐蚀试验取样标准得到了统一。

3.2 敏化处理制度

GB/T4334-2008版标准中,敏化处理制度规定为“对超低碳钢(碳含量不大于0.03%)和稳定化钢种(添加钛或铌),敏化处理制度为650 ℃,压力加工试样保温2h,铸件保温1 h,空冷。”而无供需双方协商条款。在2020版标准中,对敏化处理制度进行了部分调整。奥氏体不锈钢:(650+10)℃,保温2h,空冷。双相不锈钢:(700+10)℃,保温30 min,水冷;也可采用(650+10)℃,保温10 min,水冷。

更加明确了奥氏体不锈钢和双相不锈钢的敏化处理制度,增加了温度范围。早期的晶间腐蚀试验标准主要为美国体系标准、俄罗斯体系标准,其敏化时间在当时的规定均为2h,对于标准要求的650 ℃保温2h,有的企业认为较严苛,在20世纪70年代后均改为1h。日本标准在1999年的修订版中就将敏化处理制度与ISO进行了等同,也将敏化时间显著缩短。

对于2008版标准,敏化处理制度没有任何调整区间。而实际上,对于不同牌号、不同合金含量的不锈钢,其第二相析出的敏感温度是有差异的,将敏化温度限定在一个固定温度不够合理,美国ASTM A262-2002a标准规定敏化温度的范围为650~675 ℃,同时也允许供需双方协商敏化的时间及随后冷却方式,ISO及日本JIS标准对敏化制度也提供不同的选择。所以将敏化温度设定为一定区间范围内更具有合理性。

3.3 方法B的修订3.3.1 安全制度

与2008版标准相比,2020版标准增加了以下3条关于安全的制度,保障试验安全有效进行:

(1)为防止暴沸,推荐将纯三氧化二铝制成的碎屑加人试验溶液中;

(2)连接烧瓶与冷凝器并通上冷却水,加热使溶液沸腾,直到硫酸铁全部溶解;

(3)操作时应保护好眼睛并佩戴防护手套,将试验用烧瓶置于通风柜中。

3.3.2 试验仪器

试验仪器设备中,要求游标卡尺的精度不低于0.02 mm,提高了对检测量具的精度要求,确保试验的准确性。

3.3.3 操作细则

在腐蚀试验条件和步骤中,增加以下关于操作细则的条款:增加了在实际检测中,试验溶液出现挥发和颜色变化等应对措施,和国际标准的要求保持-致,提高了测试的准确度,确保了测试的有效性:(1)通常试验中不需要更换溶液,但要注意尽可能减少溶液的挥发。溶液开始沸腾时,在瓶体上标记液面位置,以检查溶液的挥发程度。如果液面位置发生了明显变化,则需要更换新的溶液并使用新的试样或重新打磨过的试样进行试验。

(2)试验中间若有需要,可取出试样进行称量,然后继续试验。

(3)试验期间,试验溶液应无明显颜色变化。若试样腐蚀过快,甚至由此导致溶液颜色明显由黄色变为绿色,则需要在试验过程中加人更多的硫酸铁。通过中间称量,如果试样总质量的消耗达到了2g,则试样质量每消耗1g需要加入10 g硫酸铁。

3.4 方法E的修订3.4.1 试验时间

2008版标准:试验时间为连续16h;2020版标准:试验时间(20+5)h,如有争议,应采用20 h。

3.4.2 弯曲试验参数

2008版标准对弯曲参数的规定为:“压力加工件、焊管和焊接件试样弯曲角度为180°,焊管舟形试样沿垂直焊缝方向进行弯曲,焊接接头沿熔合线进行弯曲。铸钢件弯曲角度为90°。当试样厚度不大于1mm时,试样弯曲用的压头直径为1 mm;当试样厚度大于1 mm时,压头直径为5mm。”这一规定最早沿用自GB/T 4334.5-19902020版标准弯曲角参数的规定为:“压力加工件试样弯曲角度为180°。铸钢件、焊管和焊接件弯曲角度不小于90°,焊管舟形试样沿垂直焊缝方向进行弯曲,焊接接头沿熔合线进行弯曲。对于低韧性的材料,可用采用一个未经试验的试样确定其不发生开裂的最大弯曲角度,以此作为弯曲试验的弯曲角度。

编写2008版标准时,认为是压头直径对弯曲试验的结果影响较小,为了使用方便而统一成2个压头直径。近年来,理论计算和实际试验都表明,压头直径对于弯曲试验的结果有很大的影响。尤其是对于较厚且本身塑性较差的试样,采用5mm的压头直径往往会出现试样由于冷塑性较差而导致开裂的情况,从而增加了大量的金相检测工作。而ISO 3651-2标准规定:压力加工试样弯头直径不大于试样厚度的2倍,铸件试样弯头直径不大于试样厚度的 4 倍,要求弯曲角度不小于 90°。

2020版标准在2008版标准的基础上,保留了压力加工件试样弯曲角度为180°,对于焊管和焊接件规定弯曲角度由原来的1800变为“不小于90°”,主要是考虑到焊接件本身塑性较差,当前工业上对焊接试验也常采用90°弯曲角,对于铸件的弯曲角为90°变为不小于90°,兼容了此前版本的要求。

此外,2020版标准还针对低塑性材料进行了特别说明。对于压头直径,此次变更“对于压力加工件,试样弯曲用的压头直径应不大于试样厚度的2倍;对于铸钢件、焊管和焊接件,试样弯曲用的压头直径应不大于试样厚度的4倍”,这等同了ISO标准。相对于ASTM标准的优点在于不需要针对每个厚度采用不同直径的压头。在新的标准规定下,直径为5mm的压头,对于压力加工件适用于厚度大于2.5 mm的所有试样;对于铸件、焊接件等低塑工件,则适用于厚度1.25 mm的试样。

4、结论

本文主要对GB/T4334-2020标准修订增加的主要内容进行了介绍和分析。修订后的标准更加完善。但是该标准中没有明确方法A~方法C的适用范围,尤其没有针对不同材料进行腐蚀方法优先的排序。


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