Corrosión intergranular - (abreviado ICC [1] ) - un tipo de corrosión , en el que la destrucción del metal ocurre principalmente a lo largo de los límites de los granos (cristales).
Con una pequeña pérdida de masa por corrosión, la destrucción del material puede penetrar a gran profundidad y estar acompañada por una disminución en la resistencia y ductilidad del material, lo que conduce rápidamente a la falla de toda la estructura. La corrosión intercristalina se refiere a procesos electroquímicos, y se debe al hecho de que una solución sólida bajo ciertas condiciones puede delaminarse con la formación de fases enriquecidas en uno de los componentes del material a lo largo de los límites de grano, y las áreas inmediatamente adyacentes a los límites de grano resultan a agotarse en este componente. Bajo la influencia de uno u otro medio agresivo, se produce la disolución anódica selectiva de las zonas enriquecidas o empobrecidas vecinas.
Muchas aleaciones a base de hierro son susceptibles a la corrosión intergranular (incluidos los aceros ferríticos , austeníticos , austenítico-ferríticos y otros ), así como el níquel , el aluminio y otras aleaciones que, por regla general, tienen una estructura no homogénea. En los aceros inoxidables se suele encontrar un alto contenido de cromo (superior al 12%) , que en condiciones normales forma una capa pasivante (película de óxido) sobre la superficie del acero, protegiéndolo de la corrosión. Es el alto contenido de cromo el que sirve como la causa principal de la corrosión intergranular de los aceros inoxidables, ya que bajo ciertas condiciones el cromo precipita a lo largo de los límites de grano de las fases y se crean carburos de cromo . Las zonas vecinas empobrecidas en cromo se activan a valores más negativos del potencial electroquímico que las fases con exceso de cromo. Como resultado, en medios débilmente oxidantes, las zonas empobrecidas en cromo se vuelven electroquímicamente activas y se corroen a mayor velocidad que las fases enriquecidas con cromo. La mayor tendencia a la corrosión intergranular se observa en los casos en que las fases en exceso en los límites de grano están en contacto formando cadenas continuas.
En ambientes altamente oxidantes, el desarrollo de la corrosión intergranular se debe a la disolución selectiva de las fases saturadas. Se acelera si estas fases contienen elementos de aleación que se repasivan fácilmente, como molibdeno , tungsteno , vanadio , o elementos con baja resistencia a la corrosión, como manganeso , cobre .
Una de las causas de la corrosión intergranular puede ser la segregación de impurezas a lo largo de los límites de grano; esto explica a menudo, por ejemplo, la corrosión de aceros austeníticos endurecidos resistentes a la corrosión que contienen impurezas de fósforo , silicio , etc., en medios altamente oxidantes.
La separación de fases a menudo ocurre cuando los metales se calientan durante mucho tiempo a más de 700 ° C, lo que sucede cuando se violan los modos de soldadura , tratamiento térmico, tratamiento a presión .
La resistencia o inestabilidad de los aceros frente a ICC se determina por varios métodos según GOST 6032. Los más comunes son los métodos AM y AMU con calentamiento provocativo.
Esta técnica no se aplica a todas las clases de aceros, sino solo a productos metálicos de aceros resistentes a la corrosión de las clases austenítico-martensítico, austenítico-ferrítico, ferrítico y austenítico. Y también de aleaciones en base hierro-níquel, incluidas las bicapa, así como sus uniones soldadas y metal depositado. [una]
Al mismo tiempo, se puede señalar que no hay aceros resistentes a la corrosión de otras clases en la lista. Por ejemplo, el acero para hélices fundidas 08X14NDL tiene una excelente resistencia a la corrosión, pero es un acero de clase martensítica y no se puede probar la resistencia contra MCC, porque debido a la estructura martensítica, la corrosión por el proceso intergranular simplemente no ocurre en él debido a la ausencia banal de granos y sus límites - "agujas" de martensita en este caso no son granos. Aunque es puramente técnicamente posible llevar a cabo el procedimiento de prueba para acero de cualquier clase, incluido el acero no resistente a la corrosión.
A veces, la resistencia de los aceros a la corrosión intergranular se toma como una medida de su resistencia total a la corrosión. Esta opinión es fundamentalmente errónea. La resistencia a ICC caracteriza la resistencia solo contra precisamente el camino intergranular de propagación de la corrosión, la preservación de la resistencia por productos en un ambiente corrosivo (la ausencia de agrietamiento debido a la destrucción de los límites entre los granos).
Por ejemplo, los aceros con resistencia a ICC pueden no tener resistencia a la corrosión general:
| Marca
convertirse en |
General
corrosión |
inclinación
a la CBI | |
|---|---|---|---|
| pérdida de peso,
g/m² por hora |
velocidad
corrosión, mm/año | ||
| Art.3 | ≈0.1 | - | no inclinado |
| MML-1 | 0.33 | - | no inclinado |
| MML-2 | 0.25 | - | no inclinado |
| 08X14NDL | - | no inclinado | no inclinado |
| 08X15N4DML | - | no inclinado | no inclinado |
| 25L | - | 0.15 | no inclinado |
Como puede verse en la tabla, la resistencia a la ICC no está relacionada de ninguna manera con la resistencia a la corrosión general ( herrumbre ).
Además, la mayoría de los aceros probados para la resistencia ICC se prueban precisamente porque pueden o no tenerla . En este caso, no estamos hablando del incumplimiento de la composición química de los aceros, sino de su estructura. Entonces, dos coladas de acero 12X18N9TL, fundidas de la misma manera, en los mismos hornos y con la misma composición química (o composición química dentro de la documentación normativa de la marca, por ejemplo, GOST 977), pero fundidas con una carga diferente o con diferentes tratamientos térmicos pueden: uno tiene resistencia a ICC y el otro tendrá lo contrario: una inclinación por ICC. Sin embargo, también seguirán siendo aceros resistentes a la corrosión contra la corrosión general.
Una situación similar ocurre con otros grados de acero y tipos de espacios en blanco. Por ejemplo, las piezas forjadas de acero 12Kh18N10T, dependiendo de los modos de calentamiento de la pieza de trabajo para la forja y el posterior tratamiento térmico, pueden o no tener resistencia a la ICC.
Es por eso que los diseñadores determinan dónde es necesario usar productos con resistencia a la ICC y dónde es suficiente la resistencia a la corrosión general del grado de acero, lo cual se garantiza observando la composición química y la tecnología de producción. Este requisito se muestra por separado en el diseño o en la documentación reglamentaria, según el tipo y el propósito del producto. Y el muestreo para la prueba se realiza de cada calor (en el caso de piezas fundidas) o de cada producto (para láminas, piezas forjadas).
En sí, la existencia de tal diferencia se debe a que los aceros con resistencia a la ICC son significativamente más caros de fabricar (requieren una carga de mayor calidad , métodos de fundición y procesamiento posterior más avanzados) que los aceros de los mismos grados, pero propenso a la CCI. Pero la resistencia a ICC se requiere solo en algunos casos, productos y áreas de la industria, y la introducción de un requisito de resistencia a ICC para todos los aceros conduciría a un aumento irrazonable en el costo de estos espacios en blanco.
La resistencia de un material a este tipo de corrosión se puede aumentar mediante la elección correcta de los modos de tratamiento térmico, una disminución en el contenido de impurezas, aleaciones con elementos que evitan la formación de fases en exceso no deseadas a lo largo de los límites de grano, por ejemplo, titanio , niobio , tantalio , que forman compuestos más estables con el carbono que el carburo de cromo.
Una buena medida preventiva es reducir el contenido de carbono en la principal, pero en la soldadura y en el material de soldadura a un nivel inferior al 0,02%.
Es posible calentar el producto a 1000 °C y endurecerlo en agua, lo que conduce a la disolución de los carburos en los granos y evita su reaislamiento.
Cuando se sueldan capas de material lo suficientemente delgadas, el material no tiene tiempo para calentarse a temperaturas que conducen a la corrosión intergranular.