Межкристаллитная коррозия (МКК) – одна из наиболее опасных разновидностей локальной коррозии сталей и сплавов. При МКК разрушение происходит по границам зёрен и быстро распространяется вглубь материала. Этот процесс опасен тем, что приводит к резкому снижению механических свойств (прочности, пластичности, ударной вязкости) металла без заметного изменения его внешнего вида. При значительном развитии МКК металл изделия становится хрупким, что приводит к его разрушению при воздействии малых статических и динамических нагрузок.
Межкристаллитная коррозия: механизм, причины и методы защиты
Наиболее подвержены межкристаллитной коррозии нержавеющие стали (хромистые, хромоникелевые), а также сплавы на основе никеля, алюминия и меди.
В случае нержавеющих сталей их коррозионная стойкость обеспечивается содержанием не менее 13% хрома (теоретический порог 12,5%). Механизм коррозионной стойкости основан на пассивации – образовании на поверхности металла тонкой защитной пленки окислов хрома, защищающей сталь от воздействия агрессивных сред.
Однако при нагреве стали в определённом интервале температур (~500-800 °С) происходит выпадение из твёрдого раствора карбидов хрома по границам зёрен. Это обусловлено тем, что необходимый для образования карбидов хром поступает в первую очередь из приграничных областей зерна аустенита. В результате содержание хрома в этих участках становится ниже критического порога, что приводит к потере коррозионной стойкости и развитию межкристаллитной коррозии.
Существует несколько способов борьбы с межкристаллитной коррозией:
- Cнижение содержания углерода;
- Проведение термической обработки;
- Введение стабилизирующих карбидообразующих элементов (титана, ниобия, тантала), обладающих более сильным сродством к углероду, чем хром.
Для предупреждения угрозы разрушения стальных конструкций проводятся лабораторные испытания образцов металла для определения их склонности к МКК.
Как выявить склонность к МКК: стандартные методы испытаний
ГОСТ 6032-2017 регламентирует методы испытаний коррозионностойких сталей и сплавов на стойкость против межкристаллитной коррозии. Анализ результатов таких испытаний позволяет выявить склонность материала к МКК ещё на стадии входного контроля.
Испытания по ГОСТ 6032-2017 заключаются в выдержке образцов в агрессивном растворе, где состав и длительность выдержки зависят от марки материала и выбранного метода. После испытаний для обнаружения МКК образцы либо изгибают на угол 90° ± 5°, либо подвергают металлографическому исследованию.
В зависимости от химического состава стали или сплава, стандарт предусматривает применение различных методик. В нашем Испытательном центре используются соответствующие методы, в том числе АМУ и АМУФ.