| 标准编号 | GB/T 4334-2020 (GB/T4334-2020) | | 中文名称 | 金属和合金的腐蚀 奥氏体及铁素体-奥氏体（双相）不锈钢晶间腐蚀试验方法 | | 英文名称 | Corrosion of metals and alloys - Test methods for intergranular corrosion of austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless steels | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H25 | | 国际标准分类 | 77.060 | | 字数估计 | 26,217 | | 发布日期 | 2020-04-28 | | 实施日期 | 2020-11-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 4334-2020
ICS 77.060
H25
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 4334-2008
金属和合金的腐蚀 奥氏体及铁素体-
奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法
2020-04-28发布
2020-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替 GB/T 4334-2008《金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法》。本标准与
GB/T 4334-2008相比,主要技术变化如下:
---将标准名称“金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法”更改为“金属和合金的腐蚀 奥
氏体及铁素体-奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法;
---对取样方法和尺寸进行了调整(见3.1,2008年版第3章);
---对敏化处理制度进行了调整(见3.2,2008年版第3章);
---对各试验方法的试验报告内容进行了调整(见第4章、第5章、第6章、第7章、第8章,2008年
版第4章、第5章、第6章、第8章);
---废除了方法D 不锈钢硝酸-氢氟酸腐蚀试验方法(见2008年版第7章);
---方法E名称变更为“铜-硫酸铜-16%硫酸腐蚀试验方法”(见第7章,2008年版第8章);
---对方法E的弯曲参数进行了变更(见第7章,2008年版第8章);
---增加了方法F 铜-硫酸铜-35%硫酸腐蚀试验方法(见第8章);
---增加了方法G 40%硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法(见第9章);
---增加了对各种方法及其特点的说明(见附录C);
---增加了方法E、方法F、方法G的适用范围(见附录D)。
本标准使用重新起草法修改采用ISO 3651-1:1998《不锈钢耐晶间腐蚀的测定 第1部分:奥氏体
及铁素体-奥氏体(双相)不锈钢 含硝酸介质中的腐蚀试验》和ISO 3651-2:1998《不锈钢耐晶间腐蚀的
测定 第2部分:铁素体、奥氏体及铁素体-奥氏体(双相)不锈钢 含硫酸介质中的腐蚀试验》。
本标准与ISO 3651-1:1998和ISO 3651-2:1998相比在结构上有较多调整,附录A中列出了本标
准与ISO 3651-1:1998和ISO 3651-2:1998的章条编号对照一览表。
本标准与ISO 3651-1:1998和ISO 3651-2:1998相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通过
在其外侧页边空白位置的垂直单线(|)进行了标识,附录B给出了相应技术处差异及原因的一览表。
本标准由中国钢铁工业协会提出。
本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。
本标准起草单位:钢铁研究总院、山西太钢不锈钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、安工腐
蚀检测实验室科技(无锡)有限公司、酒泉钢铁(集团)有限责任公司、江苏申源集团有限公司、鞍钢股份
有限公司、中冶检测认证有限公司。
本标准主要起草人:朱玉亮、丰涵、冯超、李吉东、侯捷、薛俊鹏、刘森、翟健红、李倩、武裕民、宋志刚、
任永秀、路民旭、惠恺、李风、贾元伟、林春来。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 4334.1~GB/T 4334.5-1984,GB/T 4334.1~GB/T 4334.5-2000;
---GB/T 4334-2008。
金属和合金的腐蚀 奥氏体及铁素体-
奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法
1 范围
本标准规定了奥氏体及铁素体-奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法的试样、试验溶液、试验仪
器和设备、试验条件和步骤、试验结果评定及试验报告等内容。
本标准适用于检验奥氏体不锈钢及铁素体-奥氏体双相不锈钢(以下简称双相不锈钢)的晶间腐蚀
倾向。包括以下试验方法:
a) 方法A:10%草酸浸蚀试验方法
检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀的筛选试验,试样在10%草酸溶液中电解浸蚀后,在显微镜下观察被
浸蚀表面的金相组织,以判定是否需要进行方法B、方法C、方法E等长时间热酸试验。在不允许破坏
被测结构件和设备的情况下,也可以作为独立的晶间腐蚀检验方法。
b) 方法B:50%硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法
将奥氏体不锈钢置于50%硫酸-硫酸铁溶液中经煮沸试验后,以腐蚀速率评定晶间腐蚀倾向。
c) 方法C:65%硝酸腐蚀试验方法
将奥氏体不锈钢置于65%硝酸溶液中经煮沸试验后,以腐蚀速率评定晶间腐蚀倾向。
d) 方法E:铜-硫酸铜-16%硫酸腐蚀试验方法
将奥氏体不锈钢、双相不锈钢置于铜-硫酸铜-16%硫酸溶液中经煮沸试验后,用弯曲法或金相法判
定晶间腐蚀倾向。
e) 方法F:铜-硫酸铜-35%硫酸腐蚀试验方法
将奥氏体不锈钢、双相不锈钢置于铜-硫酸铜-35%硫酸溶液中经煮沸试验后,用弯曲法或金相法判
定晶间腐蚀倾向。
f) 方法G:40%硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法
将奥氏体不锈钢、双相不锈钢置于40%硫酸-硫酸铁溶液中经煮沸试验后,用弯曲法或金相法判定
晶间腐蚀倾向。
本标准的附录C以表格形式给出了各试验方法的特点,附录D给出了方法E、方法F、方法G的应
用实例。
本标准中各试验方法不适用于用来预测不锈钢在其他介质条件下的抗晶间腐蚀性能,也不适用于
预测不锈钢对其他腐蚀形式(如点蚀、均匀腐蚀、应力腐蚀等)的耐蚀性能。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 625 化学试剂 硫酸(GB/T 625-2007,ISO 6353-2:1983,NEQ)
GB/T 626 化学试剂 硝酸(GB/T 626-2006,ISO 6353-2:1983,NEQ)
GB/T 655 化学试剂 过硫酸铵
GB/T 665 化学试剂 无水合硫酸铜(Ⅱ)(硫酸铜)(GB/T 665-2007,ISO 6353-2:1983,NEQ)
GB/T 2100 通用耐蚀钢铸件(GB/T 2100-2017,ISO 11972:2015,MOD)
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 9854 化学试剂 二水合草酸(草酸)(GB/T 9854-2008,ISO 6353-2:1983,NEQ)
3 试样
3.1 取样及制备
3.1.1 压力加工钢材的试样从同一炉号、同一规格和同一热处理批次的钢材中取样。
3.1.2 铸件试样按GB/T 2100规定,从同一炉号钢水浇注的试块中取样。含稳定化元素钛的钢种,在
该炉号最末浇注的试块中取样。
3.1.3 焊管试样从同一炉号、同一规格和同一热处理批次的焊管中取样。
3.1.4 焊接试样从与产品钢材相同且焊接工艺也相同的试块上取样。
3.1.5 试样表面宜接近产品原始表面状态。对于有焊接接头的试样应尽可能包括母材、热影响区以及
焊接金属的表面。用方法A判定凹坑组织时应检验断面。方法B、方法C试样尺寸及制备要求见表1,
单个试样总表面积应不小于5cm2,方法E、方法F、方法G试样尺寸及制备要求见表2。
3.1.6 试样采用机加工进行切取,如用剪切或其他方法时应通过切削或研磨的方法除去剪切的影响
部分。
3.1.7 方法A试样被检查的表面应抛光,以便进行腐蚀和显微组织检验。
3.1.8 方法B、方法C、方法E、方法F、方法G试样上有氧化皮时,要通过切削或研磨的方式除去。需
要敏化处理的试样,应在敏化处理后进行研磨。不能进行研磨的试样,可以进行酸洗,表面不能过酸洗。
不能进行研磨或酸洗处理的试样,热处理时,表面不能氧化。
3.1.9 方法B、方法C、方法E、方法F、方法G试样切取及表面磨制过程中应防止表面过热,加工后的
试样表面粗糙度Ra值一般应不大于0.8μm。对无法精磨的试样,根据双方协议也可以采用其他表面
粗糙度。
表1 方法B、方法C试样尺寸及制备要求
类 别
厚度或直径a
mm
试样尺寸
mm
长 宽 厚
试样数量
说 明
钢板、
带(扁钢)
≤3 30±10 20±10 - 2 沿轧制方向取样
>3 30±10 20±10 3~4 2
沿轧制方向取样,一个试样从一面加工到
试样厚度,另一个试样从另一面加工到试
样厚度
型钢、锻件 - 30±10 20±10 3~4 2 从截面中部沿纵向取样
钢棒(钢丝)
≤10 30±10 - - 2 -
>10 30±10 ≤20 ≤5 2 从截面中部沿纵向取样
无缝钢管
< 5 30±10 - - 2 取整段管状试样
5~15 30±10 - - 2 取半管状或舟形试样
>15 30±10 ≤20 -
壁厚
< 4mm
2 -
壁厚
≥4mm
一组(2个试样)从外壁加工到试样厚度,
另一组(2个试样)从内壁加工到试样厚度
表1(续)
类 别
厚度或直径a
mm
试样尺寸
mm
长 宽 厚
试样数量
说 明
焊管
≤3 30±10 - 管壁厚 2
取半管状或舟形试样,焊缝沿试样长度方
向,位于试样中部,见图1。对于舟形试
样,试样母材边缘至熔合线距离,两面均
不小于10mm,试样内外表面不进行加
工,需敏化处理的试样可在敏化后进行除
去氧化膜的表面处理。
对大直径管亦可采用弧形试样,数量加
倍,焊缝位于弧形试样中央,见图2
>3 30±10 - 3~4 4
管壁厚度不小于4mm 时,一组(2个试
样)从外壁加工到试样厚度,另一组(2个
试样)从内壁加工到试样厚度;其他要求
同上
铸件 - 30±10 ≤20 - 2 -
焊条 - 30±10 10±5 - 2 按图3取焊条试样
堆焊焊条 - 30±10 - - 2 按图4取堆焊焊条试样
焊接接头
(单焊缝)
- 30±10 20±10 3~4 2 焊缝位于中部,见图5
焊接接头
(交叉焊缝)
- 30±10 20±10 3~4 4
焊缝交叉点位于试样中部,两个试样检验
横焊缝,两个试样检验纵焊缝,见图6
a 对无缝钢管直径指外径。
表2 方法E、方法F、方法G试样尺寸及制备要求
类 别
厚度或直径a
mm
试样尺寸
mm
长 宽 厚
试样数量个 说 明
钢板、
带(扁钢)
≤3 ≥50 20±10 - 2
沿轧制方向取样,试验后每个试样均弯曲
两个被检验面
>3 ≥50 20±10 3~4 4
沿轧制方向取样,两个试样从一面加工到
试样厚度,另外两个试样从另一面加工到
试样厚度;试验后各弯曲其相应的一个被
检验面
型钢、锻件 - ≥50 20±10 3~4 2 -
钢棒(钢丝)
≤10 ≥50 - - 2 -
>10 ≥50 ≤20 ≤5 2
从截面中部沿纵向取样;试验后每个试样
均弯曲两个被检验面
表2(续)
类 别
厚度或直径a
mm
试样尺寸
mm
长 宽 厚
试样数量个 说 明
无缝钢管
< 5 ≥50 - - 2
取整段管状试样。采用弯曲法评定时内
外壁都需检验,如内壁不能弯曲评定时,
则用金相法评定;也可以采用压扁法评定
5~15 ≥50 - - 2
取半管状或舟形试样,试验后每个试样均
弯曲两个被检验面,也可取整管试样用压
扁法评定
>15 ≥50 ≤20 -
壁厚
< 4mm
2 -
壁厚
≥4mm
一组(2个试样)从外壁加工到试样厚度,
另一组(2个试样)从内壁加工到试样厚
度,试验后各弯曲其相应的被检验面
焊管
≤3 ≥50 - 管壁厚 2
取半管状或舟形试样,焊缝沿试样长度方
向,位于试样中部,见图1;对于舟形试样,
试样母材边缘至熔合线距离,两面均不小
于10mm,试样内外表面不进行加工,试
验后每个试样均弯曲两个被检验面。
需进行敏化处理的试样可在敏化后进行
除去氧化膜的表面处理。
对于大直径管亦可采用弧形试样,数量加
倍,焊缝位于弧形试样中央。如图2所示,
弯曲时,焊缝熔合线位于弯曲中心
>3 ≥50 - 3~4 4
管壁厚度大于4mm时,一组(2个试样)
从外壁加工到试样厚度,另一组(2个试
样)从内壁加工到试样厚度,未加工面位
于弯曲外侧;其他要求同上
铸件 - ≥50 ≤20 - 4 两个试样做试验,两个试样留做空白弯曲
焊条 - ≥50 10±5 - 2
按图3取焊条试样,试验后每个试样均弯
曲两个被检验面
堆焊焊条 - ≥50 - - 2
按图4取堆焊焊条试样,试验后每个试样
均弯曲两个被检验面
焊接接头
(单焊缝)
- ≥50 20±10 3~4 2
焊缝位于中部,试验后弯曲其相应的一个
检验面,取样见图5
焊接接头
(交叉焊缝)
- ≥50 20~35 3~4 4
焊缝交叉点位于试样中部,两个试样检验
横焊缝,两个试样检验纵焊缝,试验后弯
曲其相应的一个被检验面,取样见图6
如因试样尺寸有限无法对同一试样的两个被检验面进行弯曲,则可取两个试样,分别弯曲两个试样的不同检验
面,作为代替试验。同时,取样时标记出两个试样的检测面。
a 对无缝钢管直径指外径。
单位为毫米
图1 焊管舟形试样取样
单位为毫米
图2 焊管弧形试样取样
单位为毫米
注:采用与焊条相应钢号的钢板。
图3 焊条试样取样
单位为毫米
注:基层板用与焊条相应钢号的钢板,试样长度方向沿着施焊方向。
图4 堆焊焊条试样取样
单位为毫米
说明:
1---弃去;
2---焊接试样;
3---焊板;
4---弃去。
图5 单焊缝取样
单位为毫米
说明:
1---焊接试样;
2---焊接试样;
3---焊板。
图6 交叉焊缝取样
3.2 试样的敏化处理
3.2.1 对于超低碳不锈钢(碳含量不大于0.030%)和稳定化不锈钢(添加钛或铌),在评价其本征晶间
腐蚀敏感性时,试验前应对试样进行敏化处理,试样的敏化制度由供需双方协商确定。对于奥氏体不锈
钢,推荐的敏化制度为650℃±10℃,保温2h,空冷。对于双相不锈钢推荐的敏化制度为700℃±
10℃,30min,水冷;也可采用650℃±10℃,10min,水冷。
3.2.2 对于其他的不锈钢,试样是否需要敏化处理和采取何种敏化处理制度,由产品标准或供需双方
协商确定。
3.2.3 焊接试样一般以焊后状态进行试验。对焊后还要经过350℃以上热加工的焊接件,试样应在焊
后进行敏化处理。敏化处理制度由供需双方协商。
3.2.4 试样的敏化处理应在研磨前进行。敏化前和试验前应用适当的溶剂或洗涤剂(非氯化物)对试
样进行除油并干燥。
4 方法A 10%草酸浸蚀试验方法
4.1 试验溶液
4.1.1 将100g符合GB/T 9854的优级纯草酸溶解于900mL蒸馏水或去离子水中,配制成10%草酸
溶液。
4.1.2 对含钼钢在难以出现阶梯组织时,可以用100g符合 GB/T 655的分析纯过硫酸铵溶解于
900mL蒸馏水或去离子水中,配制成10%的过硫酸铵溶液代替10%的草酸溶液。
4.2 试验仪器和设备
4.2.1 供浸蚀试验用的直流电源、可变电阻器、选用适当量程的电流表(精度0.5级)。
4.2.2 阴极为奥氏体不锈钢制成的钢杯或表面积足够大的不锈钢钢片,阳极为试样,如用不锈钢钢片
作阴极时要采用适当形状的夹具,使试样保持于试验溶液中,浸蚀电路见图7。
4.3 试验条件和步骤
4.3.1 把浸蚀试样作阳极,以不锈钢钢杯或不锈钢钢片作为阴极,倒入10%草酸溶液,接通电流。阳极
电流密度为1A/cm2,浸蚀时间90s,浸蚀溶液温度20℃~50℃。用10%过硫酸铵浸泡时,电流密度
为1A/cm2,浸蚀时间5min~10min。
4.3.2 试样浸蚀后,用流水洗净,干燥。在金相显微镜下观察试样的全部浸蚀表面,放大倍数为200倍
~500倍,根据表3、表4和图8~图14判定组织的类别。
4.3.3 每次试验使用新的溶液。
4.4 浸蚀组织的分类
4.4.1 显示晶界形态浸蚀组织的分类见表3。
4.4.2 显示凹坑形态浸蚀组织的分类见表4。
4.4.3 10%草酸浸蚀试验与其他试验方法的关系见表5、表6。
单位为毫米
a) 大试样用 b) 小试样用
图7 电解浸蚀装置图
单位为毫米
c) 不锈耐酸钢容器
说明:
1---不锈钢容器;
2---试样;
3---直流电源;
4---变阻器;
5---电流表;
6---开关。
图7(续)
表3 晶界形态的分类
类别 名称 组织特征
一类 阶梯组织 晶界无腐蚀沟,晶粒间呈台阶状;见图8
二类 混合组织 晶界有腐蚀沟,但没有一个晶粒被腐蚀沟包围;见图9
三类 沟状组织 晶界有腐蚀沟,个别或全部晶粒被腐蚀沟包围;见图10
四类 游离铁素体组织 铸钢件及焊接接头晶界无腐蚀沟,铁素体被显现;见图11
五类 连续沟状组织 铸钢件及焊接接头,沟状组织很深,并形成连续沟状组织;见图12
表4 凹坑形态的分类
类别 名称 组织特征
六类 凹坑组织Ⅰ 浅凹坑多,深凹坑少的组织;见图13
七类 凹坑组织Ⅱ 浅凹坑少,深凹坑多的组织;见图14
图8 阶梯组织(一类)500×
图9 混合组织(二类)500×
图10 沟状组织(三类)500×
图11 游离铁素体组织(四类)250×
图12 连续沟状组织(五类)250×
说明:
1---深凹坑;
2---浅凹坑。
图13 凹坑组织(六类)500×
图14 凹坑组织(七类)500×
表5 筛选试验与其他试验方法的关系
类别
压力加工试样 铸件、焊接试样
方法B 方法C 方法E 方法F 方法G 方法B 方法C 方法E 方法F 方法G
一类 × × - - × - - - - -
二类 × × - - × - - - - -
三类 ○ ○ - - ○ - - - - -
四类 - - × × - × × × × ×
五类 - - ○ ○ - ○ ○ ○ ○ ○
六类 × × × × × × × × × ×
七类 × ○ × × × × ○ × × ×
注:×表示不必做其他方法试验;○表示要......
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