GB/T 4334—2020標準問題解答

問題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方法》標準中E法、F法、G法等均使用彎曲法評定試樣是否發生晶間腐蝕,但實際生產中時常出現彎曲裂紋難以判定的情況。該標準第7.4.5節規定:不能對試樣進行彎曲評定或難以判定彎曲裂紋時,采用金相法進行評定,金相試樣應取自試樣的非彎曲部位(焊接接頭和焊管除外),經腐蝕后(不得過腐蝕),將試樣置于光學顯微鏡下觀察,允許的晶間腐蝕深度由供需雙方協商確定。這條規定有歧義,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,但又未對其取樣位置進行明確規定,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焊接接頭和焊管進行評定。ASTM A262—2015標準第46.1.1節規定,當評估有疑問時,應在光學顯微鏡為100～250倍下對彎曲試樣受拉面的縱向截面進行觀察,以確定有無晶間腐蝕。二者對比,明顯ASTM A262—2015的規定更加合理,金相檢驗面受拉后,可以更加容易觀察到試樣是否存在晶間腐蝕現象。

解答：GB/T 4334—2020標準中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,經煮沸試驗后,用彎曲法或金相法判定晶間腐蝕傾向。如果試樣發生了晶間腐蝕,就會導致晶界弱化,試樣在彎曲應力作用下開裂,使得肉眼或放大鏡下即可觀察到裂紋。此時要注意試樣彎曲部位棱角產生的裂紋,以及不伴有裂紋的滑移線、皺皮紋和表面粗糙等不能認為是晶間腐蝕產生的裂紋(可對未經過腐蝕試驗的試樣進行同樣的彎曲試驗,來確認在腐蝕試驗試樣上看到的裂紋是否是由晶間腐蝕造成的)。

GB/T 4334—2020標準第7.4.5節規定:試樣不能進行彎曲評定(如試樣過小無法彎曲),或難以判定彎曲的裂紋時,金相試樣應取自試樣的非彎曲部位,主要是因為試樣經腐蝕后,在光學顯微鏡放大倍數為100～250倍下觀察,可見晶界及晶間腐蝕程度,在供需雙方協商確定晶間腐蝕允許深度的條件下,可給出是否出現晶間腐蝕傾向結果(包括晶間腐蝕深度)。如果金相試樣取自彎曲部位,在光學顯微鏡放大倍數為100～250倍下,反而需識別并去除由彎曲部位棱角產生的裂紋,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生裂紋的困難。對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ASTM A262—2015第46.1.1節規定,當評估有疑問時,應在光學顯微鏡放大倍數為100～250倍下對“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)”進行觀察,來確定有無晶間腐蝕,因為這個截面易于用于識別晶間腐蝕裂紋并測量其深度(日本標準JIS G 0575:1999/AMD1—2012中的金相試樣截面規定也是如此)。美標ASTM ASTM A262—2015未直接規定焊接試樣的取樣方法,而是第45.1.5.4節規定面彎、背彎和側彎類型由供需雙方商定,但焊縫應為彎曲中心(見第45.1.5.3節)。

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

問題2：GB/T 4334—2020方法E中第8.2.2節規定,需配置“使試驗溶液能保持微沸狀態的加熱裝置”,而第8.3.4節規定,試驗時“加熱試驗溶液,使之保持微沸狀態”。GB/T 4334—2020 標準中方法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 含硫酸介質中的腐蝕試驗》中方法A,而SO 3651-2:1998標準卻沒有類似的規定。請問為什么要求試驗溶液“微沸”,以及如何控制試驗溶液“微沸”?

解答：“微沸”是液體在即將進入沸騰前的狀態,此時溫度也為100 ℃。由于硫酸-硫酸銅溶液的溫度、濃度和沸騰狀態直接影響不銹鋼試樣的腐蝕速率,而沸騰前試驗溶液溫度難以監控,沸騰后試驗溶液對流程度和水蒸發后溶液的酸度和濃度都會時時發生變化,因此保持試驗溶液“微沸”是一種保證試驗條件一致的低成本方法。

ASTM A262—2015和JIS G 0575:1999/AMD1—2012也都要求試驗溶液“微沸”,如ASTM A262—2015中注19規定“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規定“加熱器能夠在整個試驗期間保持試驗溶液輕微沸騰(a heater capable of keeping the test solution gently boiling throughout the test period)”。

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

王濱,上海材料研究所教授級高工,曾任上海市工程材料應用與評價重點實驗室主任、國家金屬材料質量檢測中心副主任、上海失效分析與安全評估中心副主任等;擔任過中國材料研究學會理事,中國機械工程學會熱處理分會、理化檢驗分會理事,中國金屬學會分析測試分會理事,中國機械工業標準化技術協會理事,全國鋼標委會副主任委員,全國納米技術標委會、試驗機標委會、焊接標委會委員,焊接標委會焊縫試驗分委會副主任委員,鋼標委會力學分委會、微束標委會掃描電鏡分委會委員;《理化檢驗-物理分冊》、《無損檢測》期刊編委會副主任委員;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等國家和行業標準約60項。