火焰调修对国产不锈钢材料耐腐蚀性影响的研究

窦学利

（南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111）

0 前言

不锈钢作为一种新型材料，在国外已被广泛应用于铁道车辆、航空、船舶等行业。随着国内技术的发展，近几年不锈钢材料已广泛应用于我国的机车车辆行业，主要用于车体的制造，通过冷弯、冷压成型等方式制作零件，各个零件之间通过电阻点焊或电弧焊等方式连接，其中电弧焊连接方式会造成零件变形，导致车体骨架完工后外型尺寸发生改变，影响车体的装配，需要在骨架的相应部位进行火焰调修，调修时使用氧-乙炔火焰加热，调修温度一般在600℃以下。火焰的高温对不锈钢材料的性能影响较大，特别是对原材料的耐腐蚀性产生很大影响。通过对不锈钢材料进行晶间腐蚀性实验，可以进一步研究火焰调修对于原材料耐腐蚀性的影响。

1 实验设备和方法

将不锈钢30 mm×10 mm(4-SUS301L-HT)试样分别在450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃敏化温度范围内保温2 h后空冷至室温，然后在10%草酸浸蚀液中进行晶间腐蚀实验。通电电流密度1 A/cm2，通电时间90s，浸蚀温度20℃～50℃，浸蚀结束后用流水洗净、干燥，在金相显微镜（200～500倍）下观察试样全部的侵蚀表面。

实验设备：WD30_1型直流稳压电源、电解浸蚀装置（见图1）、OLYMPUS-BX51M显微镜。

2 实验结果

图1 电解浸蚀装置示意

不锈钢晶界形态共分五类：第一类是阶梯组织，形貌特征为晶界无腐蚀沟，晶粒间呈台阶状；第二类是混合组织，形貌特征为晶界有腐蚀沟，但没有一个晶粒被腐蚀沟包围；第三类是沟状组织，形貌特征为晶界有腐蚀沟，个别或全部晶粒被腐蚀沟包围；第四类是游离铁素体组织，形貌特征为铸钢件及焊接接头晶界无腐蚀沟，铁素体被显现；第五类是连续沟状组织，形貌特征为铸及焊接接头，沟状组织很深，并形成连续沟状组织。

试样经不同温度处理后的晶间腐蚀形态如图2所示，由图2可知，常温下的SUS301L-HT不锈钢腐蚀形貌属于第一类晶界形态，呈阶梯组织，其形貌特征为晶界无腐蚀沟，晶粒间呈台阶状。但在450℃～750℃温度区间经过敏化处理后，不锈钢腐蚀表面不同程度地出现晶间腐蚀沟现象，大都呈混合组织特征，属于第二类晶界形态，形貌特征为晶界有腐蚀沟，但尚无一个晶粒被腐蚀沟包围。但是当敏化处理温度为650℃时，晶界大都存在腐蚀沟形貌特征，甚至个别晶粒边界的腐蚀沟沿晶界呈连续网状分布，可以判定为准第三类晶界腐蚀形态。奥氏体不锈钢晶间腐蚀可以用晶间贫铬理论来解释：沿晶界沉淀析出Cr23C6碳化物，致使晶粒边界层含Cr量低于12%，造成该局部区域电极电位下降。当钢材置于腐蚀介质中则发生电化学反应产生晶间腐蚀。

3 结论

与原材料晶界形态相比，经过450℃～750℃温度区间敏化处理后，不锈钢腐蚀表面不同程度地出现晶间腐蚀沟现象，形貌特征为晶界有腐蚀沟，特别是当敏化处理温度为650℃时，晶界大都存在腐蚀沟形貌特征，甚至个别晶粒边界的腐蚀沟沿晶界呈连续网状分布。当焊后调修温度超过650℃时，原材料的抗晶间腐蚀性能将明显降低。

图2 晶间腐蚀形貌特征

[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]卢世英.不锈钢[M].北京：原子能出版社，1995.

[3]崔忠忻.金属学与热处理[M].北京：机械工业出版社，1988.