Межкристаллитная коррозия разрушает большую часть металлов и зачастую не видна визуально. Она начинает разрушать сплав в зоне границы кристаллов или зерен, и постепенно снижает прочность и пластичность. Подобный процесс является местным и разрушает пассивные сплавы, среди которых хромистые, а также хромоникелевые металлы с основой в виде никеля алюминия.
Процесс запускается в момент расслаивания по границам зерен из-за чрезмерной концентрации какого-либо химического элемента. Это электрохимическая реакция, которая приводит к разрушению сплава и всего изделия, чаще всего происходящая в сплавах с повышенным содержанием хрома. Процесс будет ускоряться, если в нем есть такие металлы как вольфрам, молибден, медь и марганец.
Межкристаллитная коррозия провоцируется при:
- попадании сплавов в среду повышенных температур;
- наличии легирующих добавок, подверженных к перепассивации;
- агрессивная среда, в которой эксплуатируется сплав.
Скорость разрушения зависит от потенциала металлического сплава – от транспассивной до активно-пассивной зоны.
Исключительные случаи межкристаллитного разрушения
Возможно выпадение интерметаллического соединения на границе кристаллов, ввиду отсутствия на нем окисляющего вещества. Коррозия также происходит на участках изделия с порами и трещинами, иногда начинается с питтинга (из-за подкисления электролита). Для предотвращения подобных процессов уплотняют их структуру.
Ножевая коррозия происходит на сварных соединениях и является локальной, так как происходит между швом и основным спалавом. Подобные процессы характерны для композиций с молибденом, титаном, хромом и никелем. Для предотвращения подобных процессов необходимо избегать перегрева в шовной зоне при проведении сварочных работ, применять хромоникелевые композиции с низким содержанием углерода и производить стабилизирующий отжиг.
Экспертиза на межкристаллитную коррозию по ГОСТу
Соответствующий ГОСТ 6032 действует в нашей стране больше 10-ти лет, в нем указываются анализы на подверженность МКК:
- Экспертиза в металлической меди с помощью сернокислой меди и серной кислоты.
- Анализ материала по пункту 1, но также с присутствием фтористого калия или натрия.
- Экспертиза в серной кислоте, при участии окисного сернокислого железа.
- Исследование на МКК с помощью азотной кислоты (65 %).
В некоторых случаях для анализа применяется цинковый порошок и серная кислота, травление в серной ингибированной кислоте.
Исследуемый материал берется из следующих зон металлического изделия:
- с поверхности наплавленного металла или листовой стали;
- с напуска поковки или ее тело;
- с осевых зон проката, заготовок труб, сварного шва или нержавеющей трубы.
Другие способы определения стойкости металлов
Для исследования изделия на стойкость к межкристаллитной коррозии может проводиться анализ по методу ДУ, который выполняется в такой последовательности:
- образец обезжиривается органическим растворителем, окунается в дистиллированную воду, сушат и производят взвешивание;
- на дно колбы с обратным холодильником кладутся лодочки из фарфора или бусы из стекла и размещают туда материалы;
- материалы заливаются азотной кислотой (65 %) примерно на полтора см;
- полученную жидкость нагревают до закипания.
Тестирование происходит в пяти циклах по двое суток, на протяжении которых кислота кипит, после чего материалы вынимаются и оцениваются по металлографической шкале. Кроме того, для исследования материалов применяются также технологии ВУ, АМУ и АМУФ. Таким образом, необходимость проверки на стойкость к межкристаллитной коррозии, которая помогает установить возможный срок эксплуатации металла, а также выявить точный механизм коррозии. В дальнейшем это позволит разработать инновационные методы защиты материалов от ММК.