Межкристаллитная коррозия: методы испытаний АМУ, АМУФ, АМ, ВУ и ДУ по ГОСТ 6032

Межкристаллитная коррозия (МКК) выявляется как разрушение границ зёрен металла (ГОСТ 6032-2017, п. 5.5.2). Стандарт объясняет её обеднением границ зёрен хромом: при выдержке стали или сплава при 500–1000 °C по границам выпадают богатые хромом фазы — карбиды хрома, интерметаллические включения (раздел 1). Стандарт устанавливает методы испытаний на стойкость против МКК для коррозионно-стойких сталей аустенитного, аустенито-ферритного, ферритного и аустенито-мартенситного классов, сплавов на железоникелевой основе, в том числе двухслойных, а также их сварных соединений и наплавленного металла. К другим видам коррозии — сплошной, питтинговой, язвенной, коррозионному растрескиванию — эти методы не применяют (раздел 1).

Как расшифровать АМУ, АМУФ, ВУ и ДУ

Буквы в названии метода по ГОСТ 6032-2017 (раздел 1):

• А, Б, В, Д — буквенное наименование метода;
• М — в растворе для испытаний присутствует металлическая медь;
• Ф — в растворе присутствует ион фтора;
• У — испытания ускоренные.

Значит, АМУ — метод А в присутствии меди, ускоренный; АМУФ — то же с добавкой фтористого натрия или калия; ВУ — ускоренный метод В; ДУ — ускоренный метод Д. Какой метод применить, определяют химический состав металла и указания нормативного документа на изготовляемое оборудование (раздел 1).

Методы испытаний: среда, время, для каких сталей

Метод АМУФ ускоренный по сравнению с АМУ и АМ; при разногласиях в оценке металла испытывают методом АМУ или АМ (п. 6.1). Методы В (кипящий раствор сернокислой меди и серной кислоты с цинковым порошком) и Б (анодное травление в ингибированной серной кислоте) стандарт даёт как рекомендуемые (раздел 1, приложения ДА и ДБ).

Подготовка образцов

1. Вырезка. Из листа толщиной до 10 мм, ленты и проволоки заготовки берут из любого места в продольном направлении, из более толстого листа — из поверхностных слоёв; из сортового проката — из осевой зоны; из металла шва — из осевой зоны в продольном или поперечном направлении (п. 4.1).
2. Количество. Для методов АМУ, АМУФ, АМ, ВУ и В — по четыре образца, из них два контрольных; сварных образцов типа 1 — восемь, из них четыре контрольных. Контрольные образцы в раствор не помещают — они показывают, как металл ведёт себя при изгибе без воздействия среды. Для аустенитных сталей допускается два образца без контрольных (п. 4.5).
3. Провоцирующий нагрев. Стабилизированные стали — с титаном или ниобием — и стали с углеродом не более 0,03 % испытывают после провоцирующего нагрева по таблице 2; для марок, не названных в таблице отдельно, режим — 650 ± 10 °C, выдержка 60 ± 5 минут, охлаждение на воздухе. Нестабилизированные стали с углеродом более 0,03 % провоцирующему нагреву не подвергают, если в документации на продукцию нет иных указаний. Сварные соединения, наплавленный металл и металл шва провоцирующему нагреву не подвергают (п. 4.6).
4. Поверхность. Окалину после сварки и термообработки удаляют травлением или механически; шероховатость контролируемых поверхностей перед испытанием — Ra не более 0,8 мкм, её получают шлифованием или полированием без перегрева (п. 4.7). Шлифовальная бумага и полировальные материалы — в разделе «Шлифование и полирование».

Как выявляют межкристаллитную коррозию

Изгибом. После выдержки в растворе образцы изгибают на угол 90° ± 5° по ГОСТ 14019; радиус оправки зависит от толщины образца, класса стали и вида продукции (п. 5.4.1, таблица 3). Изогнутые образцы осматривают через лупу при увеличении 7–12 крат. Нет трещин, кроме продольных и трещин на кромках, — сталь стойка против МКК. Трещины на испытанных образцах при их отсутствии на контрольных, изогнутых так же, — сталь склонна к МКК (п. 5.5.1). Кольца и патрубки из бесшовных труб диаметром более 8 мм контролируют сплющиванием (п. 5.4.2).

Металлографически. Из неизогнутого участка испытанного образца вырезают шлиф перпендикулярно контролируемой поверхности; у сварного образца в плоскость шлифа должны попасть металл шва, зона термического влияния и основной металл. Шлиф травят до слабого выявления границ зёрен и смотрят при увеличении не менее 200 крат, определяя максимальную глубину разрушения в шести полях зрения. Признак стойкости — разрушение границ зёрен на глубину не более 30 мкм, а для продукции толщиной менее 1,5 мм — не более 10 мкм, если документация на продукцию не требует иного (п. 5.5.2). Как готовят шлиф — в статье «Подготовка металлографического шлифа».

По скорости коррозии — метод ДУ. Образцы взвешивают после каждого 48-часового цикла и считают скорость сплошной коррозии (пп. 9.3.3, 9.4.1). Образец не выдержал испытание, если после второго или последующих циклов скорость коррозии больше 0,5 мм/год, а для стали 02Х25Н22АМ2 — больше 0,3 мм/год (п. 9.4.2).

Что указывают в протоколе

По разделу 10 ГОСТ 6032-2017: марку стали, вид продукции и номер плавки; маркировку и вид образца — основной металл, сварной образец, наплавленный металл или металл шва; режим термообработки; метод и продолжительность испытаний; результат — наличие или отсутствие трещин при изгибе, а для метода ДУ скорость коррозии в каждом цикле; и оценку: сталь или сплав склонны либо не склонны к МКК.

Где провести испытание на МКК

Испытательная лаборатория SPECTR-LAB выполняет испытания на межкристаллитную коррозию по ГОСТ 6032. Стоимость — от 3 190 ₽ за комплект, срок зависит от метода и продолжительности выдержки в растворе и уточняется при расчёте, результат — протокол испытаний с заключением о склонности к МКК. Микроструктуру металла, балл зерна и неметаллические включения лаборатория исследует в разделе «Металлографический анализ (микроструктура)».

Читайте также: Ферритная фаза в аустенитной стали: методы определения по ГОСТ 11878-66, Спектральный анализ металла: как определяют химический состав стали по ГОСТ 18895-97 и Величина зерна стали по ГОСТ 5639-82: номер зерна и методы определения.

Нормативные документы

• ГОСТ 6032-2017 «Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы испытаний на стойкость против межкристаллитной коррозии» — введён в действие с 1 августа 2018 года взамен ГОСТ 6032-2003
• ГОСТ 14019-2003 «Материалы металлические. Метод испытания на изгиб»