我对晶间腐蚀的认识
中国船舶重工集团公司第七二五研究所 试验测试与计量技术研究中心 党恒耀
楼主2013年毕业于北京科技大学，获博士学位。毕业后，很幸运的应聘到中国船舶重工集团公司第七二五研究所试验测试与计量技术研究中心从事金属材料腐蚀测试工作。中船725所属于船舶材料工程应用研究所，每天都需要完成大量的晶间腐蚀测试任务。一开始，师傅就手把手教我如何做不锈钢晶间腐蚀试验。通过大量的尝试和资料学习，逐渐熟悉了标准测试方法，对不锈钢晶间腐蚀有了一点个人认识，供大家参考！
首先，第一个问题：什么是晶间腐蚀？我的理解，既然是腐蚀，就是材料变质、变坏的意思。晶间腐蚀就是晶间变质、变坏了。哈哈！太不专业了，是不是？来看看专业的定义是：腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展，而晶粒本身腐蚀很轻微。通俗一点说，晶间腐蚀就像用砖块垒起来的一面墙，砖块直接的粘结砂浆被腐蚀掉了，这样的墙，外表看起来没什么问题，但只要轻轻一推就倒了。所以各种教科书和文献上都说，晶间腐蚀危害性很大，其原因是晶间腐蚀不易被察觉，常常会导致设备的突然破坏。
其次，第二个问题：是不是只有不锈钢才会发生晶间腐蚀？其他材料，如铁、铝、铜、钛以及非金属会不会发生？我想，晶间腐蚀，当然材料得有“晶间”才行啊，即只有多晶材料才有可能发生晶间腐蚀，这是一个前提先决条件。所以对于非晶体材料，包括单晶体材料，自然不存在晶间腐蚀这么一说了。接下来，晶体材料就一定会发生晶间腐蚀吗？要弄明白这个问题，得回头看上面一个问题关于晶间腐蚀的定义。可以看出，只有晶体和晶界腐蚀速率有巨大差异时，才会在晶界形成肉眼看不见的沟壑，才会出现晶间腐蚀。概言之，就是晶界的活化状态要远远高于晶体本身才能发生。所以，对于纯金属，即便纯铁、纯铝、纯铜、纯钛都属于多晶材料，由于它们的晶体和晶界之间的化学活性差异不大，所以很难出现晶间腐蚀。但是，晶间腐蚀并不是不锈钢特有的，各种镍基合金、铝合金、镁合金都有可能发生晶间腐蚀，只要晶体与晶界化学活性有明显差异就存在晶间腐蚀。
最后，第三个问题：晶间腐蚀的理论依据是什么？腐蚀学科是一门以解释为主的学科，对于各种腐蚀现象，大多是解释和描述性的。不具备如数学和物流学科那样具有完备的理论计算。目前得到大家认可的有两种理论解释：一个是“贫化理论”，另外一个是“第二相选择性溶解理论”。
（1）“贫化理论”这是一个总称，对于不锈钢而言是“贫铬”，对于镍铬钼合金是“贫钼”，对于铝铜合金是“贫铜”等。以不锈钢为例解释，由于其“不锈”的能力是钢中添加了Cr元素，Cr的氧化性很强，在钢表面形成一层所谓的氧化物保护膜，使得不锈钢具有“不锈”性。不锈钢在加工时，一旦出现新的加工界面，Cr会马上形成新的氧化膜来保护，所以不锈钢就有很好的可加工性保护措施。然而，一旦不锈钢材料经过450℃~850℃温度（敏化）时，钢中过饱和的C就会向晶界扩散析出，并以极大地“吸收”晶界附件的Cr进而形成所谓的Cr23C6，沿晶界析出的C捕获了大量Cr后，致使与晶界相邻的晶体边缘出现Cr的“供不应求”现象，即形成所谓的“贫铬区”。这个区域由于没有铬的氧化膜保护，在腐蚀介质中，就优先发生溶解，最终导致晶界腐蚀发生。从这一过程可以看出，晶间腐蚀并不是严格发生在晶界正中间，而是在晶体本身边缘位置。
（2）关于“第二相选择性溶解理论”，一种理论总是不能完全解释所有现象，就像关于某个科学问题，总有各种不同的学说派系。我想这就是科学发展的一种必然过程吧，随着科技的不断发展，将来或许会被新的理论所统一。引发这一理论的根据是什么呢？人们发现，在硝酸环境中，奥氏体不锈钢敏化态不发生晶间腐蚀，反而非敏化态却出现晶间腐蚀现象。这样，“贫化理论”就解释不了了。“第二相选择性溶解理论”认为，非金属杂质元素在晶界偏聚集，进而引起化学浓度差是主要原因。也有研究发现，无磁性且具有高硬度的富含Cr的σ析出相，导致选择性溶解。这个理论的晶间腐蚀才真正发生在晶界位置上。
中船725所长期从事金属材料腐蚀试验和研究，拥有青岛、厦门、三亚和深海四个海洋腐蚀试验站，同时也长期从事铝合金、钢铁、钛合金的腐蚀评价。如大家有任何疑问，欢迎跟帖留言，我们会安排专业技术人员及时跟进。关于材料腐蚀的更多信息介绍，可以访问我们网站
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