Korozja międzykrystaliczna

Korozja międzykrystaliczna przebiega wzdłuż granic ziaren. Jest rodzajem korozji szczególnie niebezpiecznym, ponieważ jej działanie jest niewidoczne (na powierzchni wyrobu brak produktów korozji), ale prowadzi do znacznego zmniejszenia wytrzymałości i plastyczności metalu.

Korozja międzykrystaliczna występuje wówczas, gdy potencjał elektrochemiczny mikroobszarów przyległych do granic ziaren jest bardziej anodowy od potencjału mikroobszarów we wnętrzu ziaren i w związku z tym tworzą się ogniwa galwaniczne. Najczęściej spowodowane jest to wydzieleniem się na granicy ziaren faz międzymetalicznych, (to faza stała, której sieć krystaliczna i właściwości są pośrednie między roztworem stałym i związkiem chemicznym). co pociąga za sobą zubożenie roztworu stałego przylegającego do granicy w jeden ze składników (rys. nr 1).

Rys. nr 4.1. Schemat korozji międzykrystalicznej: 1 - wnętrze ziarna, 2 - wydzielona faza, 3 – obszar zubożony

Źródło: Barbara Surowska, Wybrane zagadnienia z korozji i ochrony przed korozją, Politechnika Lubel-ska, Lublin 2002

W stopach Al-Cu wydzielenia fazy Al2Cu na granicach ziaren powodują zubożenie w miedź roztworu stałego w strefach przylegających do granic ziaren. W rezultacie obszary te stają się bardziej anodowe niż wnętrze ziaren bogatszych w miedź i wydzielenia Al2Cu, co powoduje szybką korozję (rozpuszczanie selektywne) tych obszarów. Istotnym problemem jest korozja międzykrystaliczna stali austenitycznych odpornych na korozję. Jest ona wywołana powstawaniem na granicach ziaren węglików chromu Cr23C6, które tworząc się zubożają w chrom strefę przygraniczną. Dla stali Cr-Ni i Cr-Ni-Mn odporność na korozję międzykrystaliczną maleje wraz ze wzrostem w nich zawartości węgla, gdyż rozpuszczalność węgla w austenicie jest ograniczona. W czasie nagrzewania tych stali (po przesycaniu) do temperatur powyżej 450OC, z przesyconego roztworu austenitu wydziela się węgiel tworząc na granicach ziaren węgliki (FeCr)23C6, co powoduje zubo-żenie granic w chrom. Jeśli zawartość chromu w austenicie ulegnie obniżeniu poniżej 12%, stal austenityczna ulega korozji jak zwykła stal. W przemyśle chemicznym instalacje są często wykonywane z elementów spawanych. W tym przypadku nie można przeprowadzić obróbki cieplnej gotowych elementów i często obserwuje się korozję międzykrystaliczną na skutek tworzenia się węglików w strefie wpływu ciepła.

W metalu w wyniku wydzielania się węglików, niezależnie od ich rodzaju, mogą wystarczyć, aby stal w sprzyjających warunkach uległa działaniu korozji międzykrystalicznej.

W celu ustabilizowania struktury stali, tzn. związania węgla w stabilne węgliki pierwotne, dodaje się Ti oraz Nb. Korzystne są struktury drobnoziarniste. Obserwuje się niekorzystny z reguły wpływ zgniotu, ponieważ zwiększa on energię wewnętrzną i przez to zmniejsza stabilność struktury.

Stale martenzytyczne są również podatne na korozję międzykrystaliczną, najbardziej niebezpiecznym zakresem temperatur pracy jest ok. 500 C. Odpuszczanie w wysokich temperaturach np.700 C ogranicza ich podatność na korozję. W stalach ferrytycznych wysokochromowych występowanie korozji międzykrystalicznej jest związane głównie z obecnością węglików na granicach ziaren. Korozja pojawia się po pracy w temperaturach wyższych od 900 C i po schłodzeniu. Podobny efekt może dawać spawanie. Metoda ograniczania korozji w tej grupie stali polega na wygrzaniu w temp. ok. 800 C.

Opracowano na podstawie materiałów KOWEZIU.