Випробування на міжкристалітну корозію: ASTM A262 і сенсибілізація

Проблема: сенсибілізація

Коли аустенітна нержавіюча сталь проводить час у діапазоні приблизно 450–850 °C — найчастіше в зоні термічного впливу поруч зі зварним швом — вуглець мігрує до меж зерен і виділяється у вигляді карбіду хрому. Метал безпосередньо біля кожної межі втрачає хром і може впасти нижче рівня, потрібного для підтримання пасивної плівки. Самі зерна залишаються здоровими, але межі утворюють безперервну, схильну до корозії мережу. В агресивному середовищі сталь атакується вздовж меж і може буквально втрачати зерна — міжкристалітна корозія.

За дизайном марки існують три захисти: марки L (вуглець обмежено максимумом 0.03%) позбавляють реакцію поживи, стабілізовані марки (321 з титаном, 347 з ніобієм) зв’язують вуглець у нешкідливих карбідах, а правильне відпалювання на твердий розчин розчиняє карбіди, що утворилися.

Методики ASTM A262

ASTM A262 — це не одне випробування, а ландшафт методик, кожна з яких націлена на певні сплави та механізми атаки:

Методика	Випробувальне середовище та характер	Зазвичай використовується для
A	Травлення щавлевою кислотою — швидкий скринінг; класифікує протравлену мікроструктуру	Перший фільтр: прийнятні структури не потребують подальшого випробування
B	Сульфат заліза — сірчана кислота — результат за втратою маси (швидкість корозії)	Марок із молібденом, таких як 316/317, і стабілізованих марок
C	Азотна кислота (випробування Х’юї) — п’ять періодів кипіння, втрата маси за період	Марок із високим вмістом хрому; також виявляє вплив сигма-фази в марках із молібденом
E	Мідь — сульфат міді — сірчана кислота (випробування Штрауса) — експозиція, потім випробування на згин: тріщини виявляють атаку	Виявлення збіднення хромом у марках, таких як 304/304L, і в стабілізованих типах
F	Мідь — сульфат міді — 50% сірчана кислота — втрата маси	Литі аустенітні сплави та марки з високим вмістом молібдену

Європа охоплює подібну сферу в EN ISO 3651-2, з власними методами та правилами оцінювання; специфікація має називати одну систему й одну методику, а не просто «IGC test».

Коли покупці специфікують випробування на міжкристалітну корозію

• Зварне обладнання для хімічної, фармацевтичної та харчової експлуатації, де зони зварних швів є відкритою ділянкою.
• Експлуатація в азотній кислоті та сильно окиснювальних середовищах, де традиційно наводять результати за методикою C.
• Будь-яка аустенітна марка, що не є L і не є стабілізованою, яку зварюватимуть або яка побачить діапазон сенсибілізуючих температур під час виготовлення.
• Кваліфікація матеріалу після підозрілої термічної обробки, рихтування або ремонту.

Як чесно тлумачити результат

Результат за A262 засвідчує стан випробуваного зразка — сенсибілізований зразок не проходить, навіть якщо хімічний склад його марки правильний, а добре виготовлений зразок граничної марки може пройти. Показники втрати маси є порівняльними швидкостями, специфічними для методики, а не прогнозами строку служби, а межі приймання (де вони числові) встановлює специфікація закупівлі, а не сам A262. Тому випробування найкраще використовувати як ворота щодо стану матеріалу та практики виготовлення — саме того, чого сертифікат хімічного складу показати не може.