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在線客服 本次GB/T 4334標(biāo)準(zhǔn)的修訂，將標(biāo)準(zhǔn)名稱變更為《金屬和合金的腐蝕 奧氏體及雙相(鐵素體-奧氏體)不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》，通過名稱明確了上述體系中各標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，便于使用和實(shí)施。同時(shí)，廢除了方法D—不銹鋼硝酸-氫氟酸腐蝕試驗(yàn)方法，增加了方法F—銅-硫酸銅-35%硫酸腐蝕試驗(yàn)方法和方法G—40%硫酸-硫酸鐵腐蝕試驗(yàn)方法，修改了敏化制度和彎曲實(shí)驗(yàn)參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)。通過本次修訂，提高了不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，有助于指導(dǎo)和規(guī)范高鉻鉬奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼生產(chǎn)和驗(yàn)收，有助于提高我國(guó)不銹鋼產(chǎn)品的技術(shù)性能、安全可靠性及環(huán)保性能。
前不久，由冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院組織的GB/T 4334《金屬和合金的腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》等兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外文版審定會(huì)在江蘇無(wú)錫順利召開。經(jīng)過兩輪會(huì)議評(píng)審的GB/T 4334確定了最終的送審稿。私作為該分技術(shù)委員會(huì)的委員，全程參與了該標(biāo)準(zhǔn)的修訂過程，下面就為各位提前“劇透”下更新版的主要修改內(nèi)容。“劇透”的主要目的是為了向小伙伴們闡明專家組對(duì)于各修訂之處的原因和意圖，便于大家更好地理解更新版標(biāo)準(zhǔn)的改動(dòng)之處。預(yù)計(jì)更新版標(biāo)準(zhǔn)將于2020年正式發(fā)布實(shí)施，希望屆時(shí)都能夠更好地執(zhí)行。
01淘汰落后的硝酸-氫氟酸法
我國(guó)GB/T 4334-2008中的D法——不銹鋼硝酸-氫氟酸試驗(yàn)法最早于1984年修改采用自日本的JIS G 0574-1980。美國(guó)ASTM A262的早期版本中也包含了硝酸-氫氟酸法，但在1993年以后的版本中此法遭到淘汰，隨后日本也廢除了JIS G 0574，因此當(dāng)前其他各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中均無(wú)此方法。硝酸-氫氟酸法具有如下特點(diǎn)：不銹鋼在此試驗(yàn)溶液中的腐蝕電位處在活化-鈍化區(qū)，因此會(huì)伴有嚴(yán)重的全面腐蝕。所以，試樣必須采用參照試樣，借助腐蝕速率比值的評(píng)定方法來篩除全面腐蝕的干擾影響。此外，試驗(yàn)時(shí)的溫度為70°C而不采用沸騰，控制相對(duì)不便；試驗(yàn)溶液含有劇毒的氫氟酸，不能使用常規(guī)的玻璃容器，而需采用耐硝酸和氫氟酸腐蝕的特制塑料容器，這些因素都在一定程度上影響了該方法，導(dǎo)致該方法幾乎從未被廣泛使用過。由于硝酸-氫氟酸法的這些特點(diǎn)，這一方法在國(guó)標(biāo)GB/T 4334-2008中名存實(shí)亡，因此更新版標(biāo)準(zhǔn)將該方法廢除。
02新增兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方法使適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大
GB/T 4334-2008修改采用自ISO 3651-1,3651-2。但是只保留了ISO 3651-1中的硝酸法和ISO 3651-2中A法——銅-硫酸銅-16%硫酸法。而對(duì)于ISO 3651-2中B 法——銅-硫酸銅-35%硫酸法則并未納入，此外，GB/T 4334-2008方法B名義上由ISO 3651-2中C法變更而來，實(shí)際相對(duì)于早期版本并無(wú)實(shí)質(zhì)變化。GB/T 4334 的早期版本GB/T 4334.1~5-1980 和GB/T 4334.1~5-2000 最早非等效采用日本標(biāo)準(zhǔn)JIS G 0571~0575。而在1999年，日本對(duì)這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了較大的修改，由原先的ASTM體系逐漸向ISO體系靠攏。JIS G 0575-1999在原先銅-硫酸銅-16%硫酸法的基礎(chǔ)上，增加了銅-硫酸銅-35%硫酸法，JIS G 0572-2006將原來與ASTM A262中B法等同的50%硫酸-硫酸鐵法變更成與ISO等效的40%硫酸-硫酸鐵法。這兩項(xiàng)變化使日本晶間腐蝕標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍得到了較大的擴(kuò)展，即適用范圍由僅適用于奧氏體不銹鋼進(jìn)一步擴(kuò)大到了雙相不銹鋼。但我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)從2000版到2008 版內(nèi)容卻無(wú)實(shí)質(zhì)變化。根據(jù)GB/T 4334-2008的前言所述，與相應(yīng)ISO標(biāo)準(zhǔn)相比，本標(biāo)準(zhǔn)方法C的適用范圍不包括雙相不銹鋼；方法B適用范圍不包括鐵素體不銹鋼。但實(shí)際上，在GB/T 4334-2008正文的第一章“范圍”中，方法A、B、C和D所明確指定的適用范圍都僅局限于奧氏體不銹鋼。在GB/T 4334-2008中，僅方法E明確指出“適用于奧氏體、奧氏體-鐵素體不銹鋼…”。這種情況下，對(duì)于雙相不銹鋼的晶間腐蝕試樣方法選擇范圍過于單一。此外，GB/T 4334-2008在方法A中列出了一些不銹鋼牌號(hào)所適用的晶間腐蝕試驗(yàn)方法，這些牌號(hào)都是Cr含量全部低于20%的300系不銹鋼。對(duì)于Cr、Mo含量更高的奧氏體不銹鋼以及雙相不銹鋼都沒有相應(yīng)的說明，這在我國(guó)超級(jí)不銹鋼發(fā)展日益成熟的今天顯然有些過時(shí)。硫酸-硫酸銅法中決定其腐蝕性的主要是硫酸濃度，對(duì)于用在不太惡劣環(huán)境下的300系不銹鋼，如304、316等不銹鋼，16%的硫酸-硫酸銅法已被廣泛證明是合適的。但是，對(duì)用于更惡劣環(huán)境下的高鉻、鉬不銹鋼，采用16%的硫酸-硫酸銅法檢驗(yàn)晶間腐蝕的結(jié)果往往與工程實(shí)際不符合。此時(shí)，一般應(yīng)選用更高濃度的硫酸。美、日、俄及ISO標(biāo)準(zhǔn)中都包含了更高濃度的硫酸-硫酸銅法，鑒于我國(guó)超級(jí)不銹鋼使用的日益廣泛，將更高濃度的硫酸法納入標(biāo)準(zhǔn)已顯得非常迫切。
當(dāng)前，由于我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系在高鉻鉬含量不銹鋼及雙相不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法方面的不夠完善，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)部分不銹鋼產(chǎn)品在晶間腐蝕檢驗(yàn)時(shí)面臨無(wú)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可依的窘境，而只能選用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。例如，針對(duì)雙相不銹鋼的晶間腐蝕檢驗(yàn)，GB/T 21433-2008《不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗(yàn)》就不得不引用了ISO 3651-(1~2)。
鑒于近年來不銹鋼產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的迅猛發(fā)展，將適用于高鉻鉬含量奧氏體不銹鋼及雙相不銹鋼的晶間腐蝕試驗(yàn)方法納入不銹鋼的晶間腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)顯得日益迫切。結(jié)合國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)及我國(guó)對(duì)晶間腐蝕試驗(yàn)方法的使用情況，本次標(biāo)準(zhǔn)的修訂將在GB/T 4334-2008的基礎(chǔ)上增加銅-硫酸銅-35%硫酸法及40%硫酸-硫酸鐵法。
03對(duì)取樣和制備、試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行了部分調(diào)整
GB/T 31935-2015及GB/T 32571-2016內(nèi)容中關(guān)于“取樣和制備”及“試驗(yàn)報(bào)告”部分參考了GB/T 4334-2008標(biāo)準(zhǔn)，并同時(shí)進(jìn)行了很好的改進(jìn)，體現(xiàn)了“先進(jìn)性、科學(xué)性和合理性”；本次GB/T 4334的修訂在“取樣和制備”及“試驗(yàn)報(bào)告”部分與上述兩標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)牡韧缺ＷC了本標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性，同時(shí)又使不同類型不銹鋼的晶間腐蝕試驗(yàn)取樣標(biāo)準(zhǔn)得到了統(tǒng)一。此外，對(duì)于彎曲法的取樣根據(jù)GB/T 4338-2008標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際使用過程中遇到的問題以及多方意見增加了附注，即“對(duì)于較厚的試樣，若無(wú)法彎曲兩個(gè)被檢驗(yàn)面，則可取兩組各兩個(gè)試樣。取樣時(shí)標(biāo)記出各試樣相同的某一樣面。試驗(yàn)后，兩組試樣分別彎曲被標(biāo)記面和未標(biāo)記面”，增加了標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性和可操作性。
04對(duì)敏化制度進(jìn)行了部分調(diào)整
早期的晶間腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)主要為美、俄兩個(gè)體系標(biāo)準(zhǔn)，其敏化時(shí)間在當(dāng)時(shí)的規(guī)定均為 2h，20世紀(jì)70年代后均改為1h，說明2h偏長(zhǎng)。根據(jù)合肥通用機(jī)械研究院的大量試驗(yàn)分析，8mm左右厚度的18-8鋼板，正常焊條電弧焊試樣的晶間腐蝕敏化程度大約不超過鋼板試樣經(jīng)650°C敏化15min的晶間腐蝕敏化程度。所以一般認(rèn)為GB/T 4334-2008標(biāo)準(zhǔn)要求650°C保溫兩小時(shí)的要求是相對(duì)較嚴(yán)苛的，該參數(shù)最早也源自日本JIS G 0571~0575-1980。但日標(biāo)在1999年的修訂版中就將敏化制度與ISO進(jìn)行了等同，從而將敏化時(shí)間大大縮短了。GB/T 4334.2-2000、GB/T 4334.3-2000、GB/T 4334.4-2000對(duì)低碳和穩(wěn)定化奧氏體不銹鋼的敏化制度作出規(guī)定后，都另外說明“根據(jù)雙方協(xié)議，也可以用其他敏化處理制度”，而在GB/T 4334.1-2000和GB/T 4334.5-2000中，卻沒有關(guān)于協(xié)商的條款。到了GB/T 4334-2008版中，則把所有方法的敏化制度統(tǒng)一規(guī)定為“對(duì)超低碳鋼（碳含量不大于0.03%）和穩(wěn)定化鋼種（添加鈦或鈮），敏化處理制度為650℃，壓力加工試樣保溫2h，鑄件保溫1 h，空冷。”而無(wú)供需雙方協(xié)商條款。對(duì)于這一規(guī)定，從各工業(yè)企業(yè)反饋的意見來看，普遍認(rèn)為這一規(guī)定限定過于死板，導(dǎo)致試驗(yàn)敏化制度沒有任何調(diào)整空間。而實(shí)際上，對(duì)于不同牌號(hào)、不同合金含量的不銹鋼，其第二相析出的敏感溫度是有差異的，將敏化溫度限定在一個(gè)固定溫度顯然不夠合理，美國(guó)ASTM A262標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定敏化溫度的范圍為650~675°C，同時(shí)也允許供需雙方協(xié)商敏化的時(shí)間及隨后冷卻方式，ISO及日本JIS標(biāo)準(zhǔn)對(duì)敏化制度也提供了不同的選擇?？梢哉f，將敏化溫度嚴(yán)格限定在一個(gè)溫度明顯地違背了科學(xué)性原則。
可以看到：
(1) ASTM A262僅強(qiáng)制要求敏化溫度為650~675°C，對(duì)敏化時(shí)間和冷卻方式不作強(qiáng)制要求，但是推薦了一種常用的敏化制度，即 675°C，保溫1h；
(2) ISO 3651-2提供了兩種供選的敏化制度，對(duì)敏化溫度、時(shí)間及冷卻方式均做出了明確規(guī)定；
(3) JIS G 0575推薦采用ISO 3651-2的敏化制度，但特別說明“經(jīng)供需雙方協(xié)商，可以采用其他敏化制度”；
(4) GB/T 4334-2008強(qiáng)制要求執(zhí)行一種敏化制度，即“650°C，壓力加試樣保溫2h，鑄件保溫1h，空冷”。
此外，美國(guó)ASTM A262在銅-硫酸銅-16%硫酸法中，特別說明除非需方特別聲明，否則可以使用ISO 3651-2中的A法替代本法，同時(shí)使用ISO標(biāo)準(zhǔn)提供的敏化制度，這表明 ASTM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)ISO標(biāo)準(zhǔn)敏化制度的規(guī)定也是認(rèn)可的。因此，針對(duì)晶間腐蝕試驗(yàn)的敏化處理制度，標(biāo)準(zhǔn)更新版不再作強(qiáng)制要求，考慮到國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來一些設(shè)計(jì)選材對(duì)于敏化制度的連續(xù)性要求，對(duì)奧氏體不銹鋼維持推薦采用GB/T 4334-2008版標(biāo)準(zhǔn)的敏化制度；對(duì)于雙相不銹鋼，已有大量試驗(yàn)和研究表明，使用GB/T 4334-2008版標(biāo)準(zhǔn)的敏化制度往往造成試驗(yàn)過程中試樣的非晶間腐蝕開裂，從而增加大量的鑒定工作量，因此我們推薦采用使用范圍更加廣泛的ISO3651-2的敏化制度。對(duì)于其他不銹鋼，則規(guī)定“試樣是否需要敏化處理和采取何種敏化處理制度，由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或供需雙方協(xié)商確定”。
05對(duì)65%硝酸法所用硝酸濃度添加注釋說明
此前研究表明，硝酸濃度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大。對(duì)于硝酸的配制，老版標(biāo)準(zhǔn)有專門說明。如果按要求配制65%±0.2%確實(shí)比較困難，需要通過滴定來配制，對(duì)于企業(yè)來說存在困難。更新版標(biāo)準(zhǔn)將在文末添加“（ρ20=1.40g/mL）”以表示可以采用比重法間接測(cè)定所配溶液濃度是否符合要求。
此外，從該方法的溶液配制過程反饋的情況看，有些企業(yè)和單位會(huì)參照美國(guó)ASTM A262中的配制方法（比率為每升濃硝酸添加108mL水）配制。但這在我國(guó)國(guó)情下是不可取的。美標(biāo)的配制方法本身沒有問題，問題在于所用濃硝酸的濃度并不相同。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO和美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于濃硝酸的濃度規(guī)定是69%~71%;而我國(guó)GB/T 626中對(duì)于濃硝酸的濃度規(guī)定為65%~68%。即所用的濃硝酸的初始濃度就不一致，如果使用我國(guó)生產(chǎn)的符合GB/T 626的濃硝酸去按照美國(guó)ASTM A626中的配制方法配出的硝酸濃度將明顯低于65%。遂在標(biāo)準(zhǔn)更新版中添加一了段注釋：“本標(biāo)準(zhǔn)所用硝酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%~68%），與美國(guó)ASTM A262所用硝酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)69%~71%）不同，不能采用ASTM A262所規(guī)定硝酸溶液的配制方式來配制本標(biāo)準(zhǔn)用65%硝酸溶液。”
06對(duì)彎曲法的參數(shù)進(jìn)行了修改
GB/T 4334自從第一版以來，就有行業(yè)專家認(rèn)為其中銅-硫酸銅-16%硫酸法的彎曲參數(shù)相比國(guó)外過于嚴(yán)苛，導(dǎo)致對(duì)此參數(shù)的爭(zhēng)議一直較大。GB/T 4334-2008對(duì)彎曲參數(shù)的規(guī)定如下：“壓力加工件、焊管和焊接件試樣彎曲角度為180°，焊管舟形試樣沿垂直焊縫方向進(jìn)行彎曲，焊接接頭沿熔合線進(jìn)行彎曲。鑄鋼件彎曲角度為90°。試樣彎曲用的壓頭直徑，當(dāng)試樣厚度不大于1mm時(shí)，壓頭直徑為1mm；當(dāng)試樣厚度大于1mm時(shí)，壓頭直徑為5mm。”這一規(guī)定最早沿用自GB 4334.5-1990。當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)是壓頭直徑對(duì)彎曲試驗(yàn)的結(jié)果影響較小，為了使用方便而統(tǒng)一成兩個(gè)壓頭直徑。
然而，近年來無(wú)論是理論計(jì)算還是實(shí)際實(shí)驗(yàn)都表明壓頭直徑對(duì)于彎曲試驗(yàn)的結(jié)果有很大的影響。尤其是對(duì)于較厚且本身塑性較差的試樣，采用5mm的壓頭直徑往往會(huì)出現(xiàn)試樣由于冷塑性較差而導(dǎo)致開裂的情況，從而增加了大量的金相檢測(cè)工作。例如大量實(shí)驗(yàn)研究表明，焊接接頭由于塑性本身較差，即使不經(jīng)晶間腐蝕試驗(yàn)，許多材料稍厚的空白試樣按GB/T 4334-2008標(biāo)準(zhǔn)的要求彎曲到180°也會(huì)由于冷變形超過其塑性而導(dǎo)致開裂。對(duì)于這類低塑性材料，ASTM標(biāo)準(zhǔn)特意聲明，不須彎曲180°，而是通過未經(jīng)試驗(yàn)的空白試樣來獲得該材料不產(chǎn)生冷彎裂紋的最大彎曲角度，并以此角度作為晶間腐蝕試驗(yàn)后試樣的彎曲角度來評(píng)定試樣是否產(chǎn)生晶間腐蝕開裂。ISO 3651-2對(duì)彎頭的要求為壓力加工試樣彎頭直徑不大于試樣厚度的兩倍，鑄件試樣彎頭直徑不大于試樣厚度的4倍。對(duì)于彎曲角度的要求是不小于90°。
此外，我國(guó)鎳基合金晶間腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15260-2016對(duì)于彎曲參數(shù)的規(guī)定是，“壓頭半徑等于試樣厚度的兩倍，試樣彎曲角度為180度”，與此同時(shí)，也特別說明“對(duì)于韌性低的材料，應(yīng)通過彎曲一個(gè)與被試驗(yàn)試樣相同材質(zhì)及形狀的空白試樣為決定不發(fā)生裂紋的最大彎曲角度”，這與ASTM A262是相似的。有行業(yè)專家認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性在于科學(xué)性和合理性，而并非嚴(yán)苛性。當(dāng)前GB/T 4334-2008對(duì)于彎曲參數(shù)的要求過于嚴(yán)苛，導(dǎo)致了使用該標(biāo)準(zhǔn)中方法E往往增加了很大的后期檢驗(yàn)工作量，方法的實(shí)用性也因此大大降低，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前工程實(shí)際的需要。因此，結(jié)合眾多專家意見及文獻(xiàn)，參考ASTM A262、ISO 3651-2以及我國(guó)GB/T 15260對(duì)彎曲法的試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行更改非常有必要。
本次彎曲參數(shù)的修改參照ISO標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)修改后的彎曲角參數(shù)為：“壓力加工件試樣彎曲角度為180°。鑄鋼件、焊管和焊接件彎曲角度不小于90°，焊管舟形試樣沿垂直焊縫方向進(jìn)行彎曲，焊接接頭沿熔合線進(jìn)行彎曲。對(duì)于低韌性的材料，可用采用一個(gè)未經(jīng)試驗(yàn)的試樣確定其不發(fā)生開裂的最大彎曲角度，以此作為彎曲試驗(yàn)的彎曲角度。”在GB/T 4334-2008版的基礎(chǔ)上，保留了壓力加工件試樣彎曲角度為180°，對(duì)于焊管和焊接件規(guī)定彎曲角度由原來的180°變?yōu)?ldquo;不小于90°”，主要是考慮到焊接件本身塑性較差，當(dāng)前工業(yè)上對(duì)焊接試驗(yàn)也常采用90°彎曲角，對(duì)于鑄件的彎曲角為90°變?yōu)椴恍∮?0°求兼容了此前版本的要求。
此外，還針對(duì)低塑性材料進(jìn)行了特別說明。對(duì)于壓頭直徑，此次變更“對(duì)于壓力加工件，試樣彎曲用的壓頭直徑應(yīng)不大于試樣厚度的2倍；對(duì)于鑄鋼件、焊管和焊接件，試樣彎曲用的壓頭直徑應(yīng)不大于試樣厚度的4倍”，這與ISO標(biāo)準(zhǔn)等同。相對(duì)于ASTM標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要針對(duì)每個(gè)厚度采用不同直徑的壓頭。至于原來5mm的壓頭，在新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下對(duì)于壓力加工件而言適用于厚度大于2.5mm的所有試樣，對(duì)于鑄件、焊接件等低塑工件則適用于厚度1.25mm的試樣。
07對(duì)標(biāo)準(zhǔn)名稱進(jìn)行了變更
近年來，由于鐵素體不銹鋼的晶間腐蝕標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31935-2015《金屬和合金的腐蝕 低鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》、GB/T 32571-2016《金屬和合金的腐蝕 高鉻鐵素體不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》先后發(fā)布，對(duì)于鐵素體不銹鋼而言已經(jīng)有了獨(dú)立的晶間腐蝕試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)體系，所以GB/T 4334-2008《金屬和合金的腐蝕 不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》這一名稱已明顯不合適，本次修訂后，GB/T 4334的適用范圍將包括奧氏體不銹鋼以及雙相不銹鋼，遂將標(biāo)準(zhǔn)名稱改成“金屬和合金的腐蝕 奧氏體及雙相(鐵素體-奧氏體)不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法”。
