問(wèn)題1：GB/T 4334—2020 《金屬和合金的腐蝕 奧氏體及鐵素體-奧氏體(雙相)不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)中E法、F法、G法等均使用彎曲法評(píng)定試樣是否發(fā)生晶間腐蝕,但實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)常出現(xiàn)彎曲裂紋難以判定的情況。該標(biāo)準(zhǔn)第7.4.5節(jié)規(guī)定:不能對(duì)試樣進(jìn)行彎曲評(píng)定或難以判定彎曲裂紋時(shí),采用金相法進(jìn)行評(píng)定,金相試樣應(yīng)取自試樣的非彎曲部位(焊接接頭和焊管除外),經(jīng)腐蝕后(不得過(guò)腐蝕),將試樣置于光學(xué)顯微鏡下觀察,允許的晶間腐蝕深度由供需雙方協(xié)商確定。這條規(guī)定有歧義,一種理解為焊接接頭和焊管的金相試樣取樣位置不可以為非彎曲部位,但又未對(duì)其取樣位置進(jìn)行明確規(guī)定,不知是橫向還是縱向。換一種方法理解,不可以使用金相法對(duì)焊接接頭和焊管進(jìn)行評(píng)定。ASTM A262—2015標(biāo)準(zhǔn)第46.1.1節(jié)規(guī)定,當(dāng)評(píng)估有疑問(wèn)時(shí),應(yīng)在光學(xué)顯微鏡為100～250倍下對(duì)彎曲試樣受拉面的縱向截面進(jìn)行觀察,以確定有無(wú)晶間腐蝕。二者對(duì)比,明顯ASTM A262—2015的規(guī)定更加合理,金相檢驗(yàn)面受拉后,可以更加容易觀察到試樣是否存在晶間腐蝕現(xiàn)象。

解答：GB/T 4334—2020標(biāo)準(zhǔn)中E法、F法、G法等都是將奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼試樣置于特定酸性溶液中,經(jīng)煮沸試驗(yàn)后,用彎曲法或金相法判定晶間腐蝕傾向。如果試樣發(fā)生了晶間腐蝕,就會(huì)導(dǎo)致晶界弱化,試樣在彎曲應(yīng)力作用下開(kāi)裂,使得肉眼或放大鏡下即可觀察到裂紋。此時(shí)要注意試樣彎曲部位棱角產(chǎn)生的裂紋,以及不伴有裂紋的滑移線、皺皮紋和表面粗糙等不能認(rèn)為是晶間腐蝕產(chǎn)生的裂紋(可對(duì)未經(jīng)過(guò)腐蝕試驗(yàn)的試樣進(jìn)行同樣的彎曲試驗(yàn),來(lái)確認(rèn)在腐蝕試驗(yàn)試樣上看到的裂紋是否是由晶間腐蝕造成的)。

GB/T 4334—2020標(biāo)準(zhǔn)第7.4.5節(jié)規(guī)定:試樣不能進(jìn)行彎曲評(píng)定(如試樣過(guò)小無(wú)法彎曲),或難以判定彎曲的裂紋時(shí),金相試樣應(yīng)取自試樣的非彎曲部位,主要是因?yàn)樵嚇咏?jīng)腐蝕后,在光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)為100～250倍下觀察,可見(jiàn)晶界及晶間腐蝕程度,在供需雙方協(xié)商確定晶間腐蝕允許深度的條件下,可給出是否出現(xiàn)晶間腐蝕傾向結(jié)果(包括晶間腐蝕深度)。如果金相試樣取自彎曲部位,在光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)為100～250倍下,反而需識(shí)別并去除由彎曲部位棱角產(chǎn)生的裂紋,以及不伴有裂紋的滑移線、皺皮紋和表面粗糙等非晶間腐蝕產(chǎn)生裂紋的困難。對(duì)于焊接接頭和焊管試樣,因焊縫部位往往是彎曲中心,用于判定焊接部位晶間腐蝕傾向的金相試樣,就不能限制試樣取自非彎曲部位。

美標(biāo)ASTM A262—2015第46.1.1節(jié)規(guī)定,當(dāng)評(píng)估有疑問(wèn)時(shí),應(yīng)在光學(xué)顯微鏡放大倍數(shù)為100～250倍下對(duì)“彎曲試樣縱向截面的靠近受拉面處(the outer radius of a longitudinal ection of the bend specimen)”,而非“受拉面的縱向截面(彎曲試樣受拉面與縱向截面是垂直的)”進(jìn)行觀察,來(lái)確定有無(wú)晶間腐蝕,因?yàn)檫@個(gè)截面易于用于識(shí)別晶間腐蝕裂紋并測(cè)量其深度(日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G 0575:1999/AMD1—2012中的金相試樣截面規(guī)定也是如此)。美標(biāo)ASTM ASTM A262—2015未直接規(guī)定焊接試樣的取樣方法,而是第45.1.5.4節(jié)規(guī)定面彎、背彎和側(cè)彎類型由供需雙方商定,但焊縫應(yīng)為彎曲中心(見(jiàn)第45.1.5.3節(jié))。

綜上所述,可以使用金相法對(duì)焊接接頭和焊管進(jìn)行評(píng)定,金相試樣取樣位置必須在焊縫處,才能便于識(shí)別晶間腐蝕裂紋并測(cè)量其深度,而不限于是否在非彎曲部位。

問(wèn)題2：GB/T 4334—2020方法E中第8.2.2節(jié)規(guī)定,需配置“使試驗(yàn)溶液能保持微沸狀態(tài)的加熱裝置”,而第8.3.4節(jié)規(guī)定,試驗(yàn)時(shí)“加熱試驗(yàn)溶液,使之保持微沸狀態(tài)”。GB/T 4334—2020 標(biāo)準(zhǔn)中方法E是使用重新起草法修改采用ISO 3651—2:1998 《不銹鋼耐晶間腐蝕的測(cè)定 第2部分:鐵素體、奧氏體及鐵素體-奧氏體(雙相)不銹鋼 含硫酸介質(zhì)中的腐蝕試驗(yàn)》中方法A,而SO 3651-2:1998標(biāo)準(zhǔn)卻沒(méi)有類似的規(guī)定。請(qǐng)問(wèn)為什么要求試驗(yàn)溶液“微沸”,以及如何控制試驗(yàn)溶液“微沸”?

解答：“微沸”是液體在即將進(jìn)入沸騰前的狀態(tài),此時(shí)溫度也為100 ℃。由于硫酸-硫酸銅溶液的溫度、濃度和沸騰狀態(tài)直接影響不銹鋼試樣的腐蝕速率,而沸騰前試驗(yàn)溶液溫度難以監(jiān)控,沸騰后試驗(yàn)溶液對(duì)流程度和水蒸發(fā)后溶液的酸度和濃度都會(huì)時(shí)時(shí)發(fā)生變化,因此保持試驗(yàn)溶液“微沸”是一種保證試驗(yàn)條件一致的低成本方法。

ASTM A262—2015和JIS G 0575:1999/AMD1—2012也都要求試驗(yàn)溶液“微沸”,如ASTM A262—2015中注19規(guī)定“宜采取措施盡量減少溶液的爆沸(measures should be taken to minimize bumping of the solution)”,JIS G 0575:1999/AMD1—2012(英文版)中3.b規(guī)定“加熱器能夠在整個(gè)試驗(yàn)期間保持試驗(yàn)溶液輕微沸騰(a heater capable of keeping the test solution gently boiling throughout the test period)”。

控制試驗(yàn)溶液“微沸”可采取微調(diào)加熱器溫度,使試驗(yàn)溶液不要連續(xù)冒泡,冒泡間隔宜不少于3～5 s。

王濱,上海材料研究所教授級(jí)高工,曾任上海市工程材料應(yīng)用與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家金屬材料質(zhì)量檢測(cè)中心副主任、上海失效分析與安全評(píng)估中心副主任等;擔(dān)任過(guò)中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)理事,中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理分會(huì)、理化檢驗(yàn)分會(huì)理事,中國(guó)金屬學(xué)會(huì)分析測(cè)試分會(huì)理事,中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)理事,全國(guó)鋼標(biāo)委會(huì)副主任委員,全國(guó)納米技術(shù)標(biāo)委會(huì)、試驗(yàn)機(jī)標(biāo)委會(huì)、焊接標(biāo)委會(huì)委員,焊接標(biāo)委會(huì)焊縫試驗(yàn)分委會(huì)副主任委員,鋼標(biāo)委會(huì)力學(xué)分委會(huì)、微束標(biāo)委會(huì)掃描電鏡分委會(huì)委員;《理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè)》、《無(wú)損檢測(cè)》期刊編委會(huì)副主任委員;主持或參與制修訂包括GB/T 228.1、GB/T 229、GB/T 230.1、GB/T 231.1、GB/T 4340.1、GB/T 2650、GB/T 2651、GB/T 2652等國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)約60項(xiàng)。