1.本发明涉及检测技术领域，尤其是涉及一种奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法。
背景技术：2.奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含cr约18％、ni 8-10％、c约0.1％时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18cr-8ni钢和在此基础上增加cr、ni含量并加入mo、cu、si、nb、ti等元素发展起来的高ci-ni系列钢。
3.在不锈钢中，奥氏体不锈钢最为重要，其生产量和使用量均占不锈钢总产量和总用量的70％左右，其中18-8型不锈钢占奥氏体不锈钢的70％，占全部不锈钢约50％。
4.电热水壶作为人们日常生活中必不可少的生活用品，深受人们喜爱，目前电水壶也正在向多功能方向发展，如防漏、防烫、锁水等。市面上大多数电热水壶都会用到奥氏体不锈钢这种材质，但是在使用过程中，奥氏体不锈钢经常出现腐蚀现象。
5.经过研究发现，电热水壶在制造过程中主要存在以下问题：1、壶底部铝板及加热元件钎焊时壶体整体以550℃/10-15min过炉，导致奥氏体不锈钢中碳化物沿晶界析出，晶界附近贫铬，晶间腐蚀敏感性增加；而焊缝处组织较细及存在一定焊接应变，更利于碳化物析出而导致晶界贫铬，这是导致壶底部焊缝附近更容易腐蚀生锈的主要原因；2、直筒底部焊缝氩弧焊时有异质氧化物侵入焊缝(mn、si的氧化物)，钎焊过炉处理中会形成整体氧化层，后续打磨虽然大多数异质氧化物会被打磨掉，但偶有少量残留，特别是较深沟壑中嵌入的氧化物难以打磨干净，这些也会导致使用过程中在焊缝氧化物附近容易发生基体电偶腐蚀生锈。
6.因此，开发一种奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法，将有利于找到电热水壶中奥氏体不锈钢发生生锈的原因，以便更加高效的解决奥氏体不锈钢生锈的问题。
技术实现要素：7.本发明的目的在于提供一种奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法，该方法可以准确获知奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，并给出奥氏体不锈钢耐腐蚀性能降低、发生生锈的原因。
8.本发明提供一种奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法，包括焊缝处化学成分检测、焊缝处表面形貌分析、焊缝处嵌入物成分分析、焊封处金相组织形貌分析和焊线处腐蚀敏感性分析。
9.本发明的奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法适用于不同工艺的奥氏体不锈钢样品，其通过对焊缝处化学成分分析、表面形貌分析以及腐蚀敏感性分析，可有准确检测奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能，并找到奥氏体不锈钢生锈的原因，进而为更加高效的解决奥氏体不锈钢生锈的问题，提高产品的使用寿命。
10.作为本技术方案优选地，所述焊缝处化学成分检测具体包括：在焊缝处的不同位置取样并检测其化学成分，取平均值得到化学成分表，将得出的化学成分与标准进行对比，
若cr元素低于标准值，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能；
11.优选地，所述标准为gb/t1220-2007；
12.优选地，当化学成分中c≤0.08wt％，mn≤2.0wt％，si≤1.0wt％，p≤0.045wt％，s≤0.030wt％，ni在8.0-11.0wt％，cr在18.0-20.0wt％时，化学成分不会影响奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
13.通过比较化学成分的含量，可有效预估奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能，特别是cr元素，若cr元素含量过低，则会降低奥氏体不锈钢耐腐蚀性能。
14.作为本技术方案优选地，检测所述化学成分的仪器为真空火花发射光谱仪，考虑到检测的灵敏度及准确度的问题，本发明的真空火花发射光谱仪优选为德国was公司的foundry-master台式真空火花发射光谱仪。
15.作为本技术方案优选地，所述焊缝处表面形貌分析时，若样品的晶界处存在连续沟壑，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
16.作为本技术方案优选地，所述焊缝处表面形貌分析时，为保证外来因素干扰表面形貌观察，所采用的试样均采用无水无油的手工切割方式制得。
17.作为本技术方案优选地，所述焊缝处嵌入物成分分析具体包括：对焊缝处进行能谱分析，焊缝处嵌入物质的化学成分以及焊缝处的化学成分与标准进行对比，超过或低于范围值均会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
18.直筒底部焊缝氩弧焊时有异质氧化物侵入焊缝(mn、si的氧化物)，钎焊过炉处理中会形成整体氧化层，后续打磨虽然大多数异质氧化物会被打磨掉，但偶有少量残留，特别是较深沟壑中嵌入的氧化物难以打磨干净。这些也会导致使用过程中在焊缝氧化物附近容易发生基体电偶腐蚀生锈。因此，为了解壶底部焊线位置处嵌入物的成分，在edx bruker quantax200型能谱仪下对样品底部焊线位置进行能谱成分分析，分析出样品所含有元素的质量百分数，进而判定奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
19.作为本技术方案优选地，所述焊封处金相组织形貌分析时，若金相组织中出现细小的析出物，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
20.在进行金相组织观察时，在不同状态基体上切取金相试样，经过机械研磨、抛光后，使用王水腐蚀浸蚀，然后在金相显微镜下进行组织观察。奥氏体不锈钢的正常的金相组织为单一奥氏体组织，晶内存在一些孪晶，当金相中出现细小的析出物，也就是mn/si的氧化物，也会降低其耐腐蚀性能。
21.作为本技术方案优选地，所述焊线处腐蚀敏感性分析时，当敏化度dos＞5％时，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。
22.由于电热水壶底部铝板和加热元件钎焊时是采用壶整体过炉方式，过炉温度为550℃/10-15min，该过炉温度正好处于奥氏体不锈钢碳化物析出的敏感温度范围(450—800℃)，因此，会对不锈钢的晶间腐蚀性能带来一定的影响。在进行焊线处腐蚀敏感性分析时，从样品底部焊线处切取电化学测试试样，经过机械研磨、抛光后，在autolab pg30电化学工作站上采用双环电化学动电位再活化法(dl-epr)评估其晶间腐蚀敏感性的变化。电化学样品的测试面积为直径10mm的圆形，采用常规的三电极测试体系。根据gb/t 29088-2012标准可知，当样品敏化度dos＜1％时，样品未敏化；当敏化度在1％＜dos＜5％时，样品轻微敏化；当敏化度dos＞5％时，样品严重敏化，则会严重影响样品奥氏体不锈钢的耐腐蚀性
能。
23.作为本技术方案优选地，所述焊线处腐蚀敏感性分析采用双环电化学动电位再活化法。
24.作为本技术方案优选地，所述焊线处腐蚀敏感性分析采用三电极测试体系。
25.本发明的奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法，与现有技术相比，具有以下优点：
26.本发明的奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法包括焊缝处化学成分检测、焊缝处表面形貌分析、焊缝处嵌入物成分分析、焊封处金相组织形貌分析和焊线处腐蚀敏感性分析，通过焊缝处表面形貌的分析、化学成分的分析以及腐蚀敏感度的分析，可以准确获知奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，并给出奥氏体不锈钢耐腐蚀性能降低、发生生锈的原因，以便更加高效的解决奥氏体不锈钢生锈的问题，提高产品的使用寿命，提高产品的质量，增加产品的价值，扩大经济效益。此外，奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的提高，还可减少行业浪费，保障人民的生命健康，产生良好的社会效益。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例中焊缝处表面形貌分析切取样品位置图；
29.图2为本发明实施例中焊缝处表面形貌分析时放大1000倍示意图；
30.图3为本发明实施例中焊缝处嵌入物成分分析时的能谱成分分析图；
31.图4为本发明实施例中焊封处金相组织形貌分析图；
32.图5为本发明实施例中焊线处腐蚀敏感性分析图；
33.图6为本发明对照例1中焊缝处表面形貌分析时放大5000倍示意图；
34.图7为本发明对照例2中焊缝处嵌入物成分分析时sem图；
35.图8为本发明对照例2中焊缝处嵌入物成分分析时的能谱成分分析图。
具体实施方式
36.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
37.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
38.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例
40.焊缝处化学成分检测
41.采用德国was公司的foundry-master台式真空火花发射光谱仪，在电热水壶焊缝处的不同位置取样，重复检测3次，然后取平均值，与gb/t1220-2007中304不锈钢的化学成分进行对比，gb/t1220-2007中对化学成分的要求如表1，对比可得样品都符合表1，并含有少量cu元素。
42.焊缝处表面形貌分析
43.对底部生锈的实物壶奥氏体不锈钢进行切取样品，切取位置如图1，样品面积大小为4cm2，切样过程要在无水无油的环境中切割，切割完成后使用超声波加无水乙醇清洗20min，然后吹干；
44.将其置于电子扫描显微镜中观察，放大倍数为1000倍，显示图像如图2所示。
45.由图2可知，锈点中间为片状突出的疏松腐蚀产物；同时，嵌入物周围被密集球状的腐蚀产物所包围。
46.s3、焊缝处嵌入物成分分析：对壶底部焊缝附近腐蚀产物进行能谱成分分析；
47.如图3所示，底部焊线上细小密集颗粒的主要成分为si、fe、cr、ni和o(fe、cr、ni等来自基体)；中间片状和周围雪花状腐蚀产物的主要成分均为fe和o，同时含有少量zn、si等元素。
48.焊封处金相组织形貌分析
49.从壶底部焊线处切取一块带有焊缝的金相试样，经过机械研磨、抛光后，用王水浸蚀；
50.金相试样宏观形貌如图4(a)，金相组织如图4(b)-(f)所示，其中，图4(b)为壶底部焊缝的低倍形貌，可以观察到焊缝宽度约为1200μm；图4(c)、(f)分别对应图b中1、4位置中基体的金相组织，金相组织为单一奥氏体组织，而且晶粒内部均存在变形带，分析认为是焊缝压平过程中压到边上的基体，引入了变形带；图4(d)对应图b中2位置—焊线熔合区和热影响区的金相组织，可以看到在熔合线附近存在明显的异物，而根据图3的能谱成分分析结果可知，该异物为mn/si的氧化物；图4(e)对应图b中3位置中焊缝区的金相组织，其为典型的焊接柱状晶组织。
51.焊线处腐蚀敏感性分析
52.对电热水壶底进行晶间腐蚀敏感度分析(dl-epr)，如图5所示，因壶底部加热元件钎焊时，整体过炉处理温度正好处于304奥氏体不锈钢的碳化物析出敏感温度区，因此，造成壶底部焊缝和基体处晶间腐蚀敏感性的提高，严重敏化。
53.表1 gb/t1220-2007中304不锈钢的化学成分标准
[0054][0055]
对照例1
[0056]
选用底部加热元件钎焊后的加热元件(1次过炉)进行电子扫描显微镜观察，放大倍数为5000倍。
[0057]
如图6所示，壶底部焊线内和周围基体均覆盖上一层氧化物，同时晶界沟壑内也填充了大量氧化物。
[0058]
这是因为电热水壶底部铝板和加热元件钎焊时是采用壶整体过炉方式，过炉温度为550℃/10-15min，该过炉温度正好处于奥氏体不锈钢碳化物析出的敏感温度范围(450—800℃)，由此会对不锈钢的晶间腐蚀性能带来一定的影响。
[0059]
对照例2
[0060]
将电热水壶底部焊缝进行打磨
[0061]
如图7所示，发现焊线上深灰色嵌入物附近cr、cu、mn分布均匀，fe含量少，al、o偏聚明显，说明灰色嵌入物的的主要成分为al和o，也即al的氧化物。
[0062]
这是因为，对电热水壶底部焊缝进行打磨，底部焊线氩弧焊时有一定的异质氧化物侵入问题(mn、si的氧化物)，后续打磨时大多数被打磨掉，但偶有少量残留，而在机械打磨壶体时，也会有al氧化物的嵌入。
[0063]
综上，本发明通过焊缝处表面形貌的分析、化学成分的分析以及腐蚀敏感度的分析，可以准确获知奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，并给出奥氏体不锈钢耐腐蚀性能降低、发生生锈的原因，以便更加高效的解决奥氏体不锈钢生锈的问题，提高产品的使用寿命，提高产品的质量，增加产品的价值，扩大经济效益。此外，奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的提高，还可减少行业浪费，保障人民的生命健康，产生良好的社会效益。
[0064]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
技术特征：1.一种奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法，其特征在于，包括焊缝处化学成分检测、焊缝处表面形貌分析、焊缝处嵌入物成分分析、焊封处金相组织形貌分析和焊线处腐蚀敏感性分析。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊缝处化学成分检测具体包括：在焊缝处的不同位置取样并检测其化学成分，取平均值得到化学成分表，将得出的化学成分与标准进行对比，若cr元素低于标准值，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能；优选地，所述标准为gb/t1220-2007；优选地，当化学成分中c≤0.08wt％，mn≤2.0wt％，si≤1.0wt％，p≤0.045wt％，s≤0.030wt％，ni在8.0-11.0wt％，cr在18.0-20.0wt％时，化学成分不会影响奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，检测所述化学成分的仪器为真空火花发射光谱仪。4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊缝处表面形貌分析时，若样品的晶界处存在连续沟壑，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述焊缝处表面形貌分析时，所采用的试样均采用无水无油的手工切割方式制得。6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊缝处嵌入物成分分析具体包括：对焊缝处进行能谱分析，焊缝处嵌入物质的化学成分以及焊缝处的化学成分与标准进行对比，超过或低于范围值均会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。7.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊封处金相组织形貌分析时，若金相组织中出现细小的析出物，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊线处腐蚀敏感性分析时，当敏化度dos＞5％时，则会降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊线处腐蚀敏感性分析采用双环电化学动电位再活化法。10.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述焊线处腐蚀敏感性分析采用三电极测试体系。
技术总结本发明涉及检测技术领域，尤其是涉及一种奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的检测方法，包括焊缝处化学成分检测、焊缝处表面形貌分析、焊缝处嵌入物成分分析、焊封处金相组织形貌分析和焊线处腐蚀敏感性分析。通过焊缝处表面形貌的分析、化学成分的分析以及腐蚀敏感度的分析，可以准确获知奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，并给出奥氏体不锈钢耐腐蚀性能降低、发生生锈的原因，以便更加高效的解决奥氏体不锈钢生锈的问题，提高产品的使用寿命，提高产品的质量，增加产品的价值，扩大经济效益。此外，奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的提高，还可减少行业浪费，保障人民的生命健康，产生良好的社会效益。产生良好的社会效益。产生良好的社会效益。
技术研发人员：王锐坤 郑羽佟 蔡伟龙 陈晓钿
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/7/5
