奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试是评估其在高温、氧化及腐蚀介质环境下抗侵蚀能力的关键检测项目。该测试通过模拟实际服役环境，验证材料的晶间腐蚀敏感性、点蚀抗力及应力腐蚀开裂倾向，为能源装备、化工反应器等高温高压设备的选材提供科学依据。测试涉及盐雾试验、电化学分析、化学浸泡等多种方法，需参照ASTM、ISO等国际标准，结合金相观察和力学性能检测，确保材料在极端工况下的安全可靠性。

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试目的

验证材料在高温含硫、含氯等腐蚀介质中的稳定性，避免设备因局部腐蚀失效引发安全事故。

评估晶间腐蚀敏感性，防止焊接或热处理后铬碳化物析出导致的抗腐蚀性能下降。

测定点蚀电位（Eb）和再钝化电位（Er），量化材料在氯化物环境中的耐点蚀能力。

分析应力腐蚀开裂（SCC）倾向，确保在拉伸应力和腐蚀介质共同作用下的结构完整性。

对比不同热处理工艺对耐蚀性的影响，优化材料加工参数。

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试方法

盐雾试验（NSS、CASS）：模拟海洋大气环境，评估表面钝化膜稳定性。

电化学极化曲线法：通过动电位扫描测定腐蚀电流密度和钝化区范围。

沸腾硝酸试验：按ASTM A262标准检测晶间腐蚀敏感性。

U型弯试样应力腐蚀试验：在MgCl₂沸腾溶液中评估SCC阈值温度。

化学浸泡失重法：在特定浓度H₂SO₄/HCl溶液中定量计算腐蚀速率。

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试分类

按腐蚀类型：均匀腐蚀/局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀）测试

按环境介质：酸性腐蚀、碱性腐蚀、熔盐腐蚀、高温蒸汽氧化测试

按应力状态：无应力腐蚀、恒载荷应力腐蚀、慢应变速率应力腐蚀测试

按温度范围：常温腐蚀（≤80℃）、中温腐蚀（80-300℃）、高温腐蚀（＞300℃）测试

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试技术

扫描电镜（SEM）表面形貌分析：观察腐蚀产物形貌及裂纹扩展路径

电子探针（EPMA）成分分析：检测贫铬区元素分布

电化学阻抗谱（EIS）：研究钝化膜生长动力学特性

X射线衍射（XRD）：鉴别腐蚀产物相组成

慢应变速率试验（SSRT）：定量评价应力腐蚀敏感性指数

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试步骤

1、试样制备：按标准加工10×10×3mm试样，表面抛光至Ra≤0.8μm

2、清洗脱脂：依次用丙酮、乙醇超声波清洗，干燥后称重

3、介质配置：按GB/T 15970.2配制42% MgCl₂沸腾溶液

4、加载装置：采用四点弯曲夹具施加80%σ0.2应力

5、腐蚀试验：在油浴控温装置中保持155±1℃持续720h

6、后处理：取出试样进行裂纹金相观测和断口分析

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试所需设备

盐雾试验箱：满足ASTM B117标准，配备pH值自动调节系统

电化学工作站：三电极体系，包含铂对电极和饱和甘汞参比电极

高温高压反应釜：最高工作温度600℃，压力35MPa，哈氏合金内胆

金相显微镜：配备图像分析系统，可测量晶间腐蚀深度

慢应变速率试验机：应变速率范围10⁻⁶~10⁻³ s⁻¹，载荷精度±1%

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试参考标准

ASTM G48：标准试验方法用氯化铁溶液测定不锈钢和相关合金的耐点蚀和缝隙腐蚀

ISO 3651-2：不锈钢耐晶间腐蚀的测定 第2部分：铁素体、奥氏体和铁素体-奥氏体双相不锈钢

GB/T 4334：不锈钢 硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法

ASTM G36：在沸腾氯化镁溶液中评价应力腐蚀开裂的试验方法

NACE TM0177：硫化氢环境中抗特殊形式环境开裂的实验室试验

JIS G0575：不锈钢的硫酸-硫酸铁腐蚀试验方法

ASTM A923：检测奥氏体/双相不锈钢中有害金属间相的标准试验方法

EN ISO 17475：金属和合金的腐蚀 电化学试验方法 恒电位和动电位极化测量导则

ASME Sec II Part A：锅炉及压力容器规范 材料篇

GB/T 15970.7：金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第7部分：慢应变速率试验

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试注意事项

试样加工过程严禁过热，避免因切削温度引发敏化现象

腐蚀溶液需现用现配，Cl⁻浓度偏差不得超过±5%

高温试验时应采用铂金包覆热电偶，防止金属污染介质

电化学测试前需进行30min开路电位稳定化处理

晶间腐蚀试样需按GB/T 4334.5进行弯曲评定，弯曲角度应达180°

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试合规判定

盐雾试验后表面不得出现红锈，腐蚀面积率＜5%为合格

点蚀电位Eb值需高于0.25V（vs SCE），再钝化电位差＜50mV

硫酸-硫酸铜试验后弯曲试样表面无裂纹，且失重率＜2mg/cm²·h

应力腐蚀试验后断口SEM观察应呈韧性断裂特征，无沿晶裂纹

电化学测试中维钝电流密度应稳定在1μA/cm²以下

奥氏体耐热钢耐腐蚀性测试应用场景

火力发电厂过热器管材在650℃烟气环境中的高温硫腐蚀评估

石化加氢反应器在H₂S-H₂O介质中的湿硫化氢应力腐蚀检测

核电站蒸汽发生器传热管在二次侧水化学工况下的晶间腐蚀监控

海洋平台设备在Cl⁻富集环境中的点蚀寿命预测

化工管道焊接接头在热酸介质中的刀口腐蚀倾向分析