Межкристаллитная коррозия

Описание. Межкристаллитная коррозия— селективная распространяющаяся по границам зерен коррозия нержавеющих аустенитных и ферритных сталей. В агрессивных коррозионных средах активизируется разъедание обедненных хромом зон вдоль границ зерен (за счет преимущественного выделения карбидов в этих объемах), в то время как необедненные хромом объемы (тело зерен) остаются пассивными. Процесс коррозии проходит вдоль границ зерен, что приводит к образованию глубоких трещин и межзеренному разрушению. В крайних случаях сталь может рассыпаться   в   порошок.

Причины возникновения. Образование карбидов хрома по границам зерен в некоторой «критической» форме. Это происходит после термической обработки (сенсибилизации) в области 450—850°С для аустенитных сталей и выше 900°С для ферритных.
При выделении карбидов хрома по границам зерен происходит обеднение хромом прилегающих объемов. Сильному снижению концентрации хрома в приграничных объемах способствует излишне высокое содержание углерода в стали или низкое соотношение титануглерод (концентрация титана ниже четырехкратного содержания   углерода).
Недостаточное удаление эмульсии, масла и других смазочных сред с поверхности труб после холодной деформации приводит при последующих отжигах к нежелательному науглероживанию поверхности, способствующему развитию межкристаллитной коррозии.
Предупреждение. При нагреве аустенитных хромоникелевых сталей выше 1000°С и последующей закалке ранее выделившиеся карбиды хрома растворяются.    В этом состоянии межкристаллитная коррозия не наблюдается. Однако при последующем нагреве (сенсибилизации) сталь вновь оказывается склонной к межзеренному разрушению из-за межкристаллитной коррозии, так как карбиды хрома вновь выделяются по границам зерен. Снижение содержания углерода в стали. Для повышения стойкости против межзеренного разрушения в состоянии после сварки достаточно снизить содержание углерода ниже 0,07%, так как при сварке происходит лишь кратковременный нагрев в критической области температур. При длительной выдержке о области температур 450—850°С необходимо снижать содержание   углерода   ниже   0,03%.
Добавка таких стабилизирующих карбиды элементов, как титан, ниобий и тантал. Эти элементы имеют большее сродство к углероду, чем хром, поэтому образуются стабильные карбиды (соблюдение заданного отношения концентрации титануглерод является основным требованием при контроле нержавеющей стали в исходном состоянии). Стойкость стабилизированных сталей против межкристаллитной коррозии обеспечивается только тогда, когда не только титан, но и другие стабилизирующие элементы (ниобий, тантал) присутствуют в достаточном количестве (для связывания углерода и азота в стойкие соединения).
Применение смазочных средств, свободных   от   углерода.
Тщательное обезжиривание перед нагревом.
Устранение. Межкристаллитную коррозию   устранить   невозможно.
Металл, склонный к межкристаллитной коррозии,   бракуют.
Примечание. При испытаниях коррозионностойких и кислотостойких сталей на склонность к межкристаллитной коррозии образцы считают стойкими, если коррозионное разъедание с поверхности распространяется на глубину не более 0,05 мм.
Металл, склонный к межкристаллитной коррозии, может быть использован в тех случаях, когда коррозионные условия (среда, температура) не приводят к межкристаллитному   разъеданию.
Науглероженная при отжиге (из-за остатков смазки) внутренняя поверхность
Образец после испытания на межкристаллитную коррозию.
Микроструктура трубы с межкристаллитной коррозией

Источник: Атлас дефектов стали. Пер. с нем. М. "Металлургия", 1979.