Ăn mòn liên hạt (IGC) là một dạng ăn mòn cục bộ tấn công có chọn lọc ranh giới hạt của kim loại, đặc biệt là thép không gỉ và các hợp kim khác nhau, khiến bên trong hạt hầu như không bị ảnh hưởng. Hiện tượng này xảy ra do những thay đổi về hóa học hoặc cấu trúc tại hoặc gần ranh giới hạt, thường liên quan đến sự cạn kiệt các nguyên tố chống ăn mòn như crom. Ví dụ, trong thép không gỉ, cacbua crom có thể kết tủa ở ranh giới hạt khi kim loại tiếp xúc với nhiệt độ khoảng từ 550 ° C đến 850 ° C (điển hình trong hàn hoặc xử lý nhiệt). Kết tủa này tiêu thụ crom cục bộ, làm cạn kiệt nó tiếp giáp với ranh giới hạt và làm giảm khả năng chống ăn mòn ở những khu vực đó. Các vùng ranh giới hạt trở nên anốt một cách hiệu quả so với bên trong hạt, dẫn đến ăn mòn ưu tiên tại các đường dẫn này.
Ăn mòn liên hạt có thể làm suy yếu vật liệu về mặt cấu trúc khi các ranh giới xuống cấp, có khả năng khiến các hạt bị bung ra và dẫn đến các vết nứt có thể xâm nhập sâu, điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng kết cấu như máy bay và đường ống.
Nguyên nhân gây ăn mòn giữa các hạt bao gồm:
-
Kết tủa cacbua crom hoặc các hợp chất liên kim loại khác ở ranh giới hạt.
-
Phân tách hóa học hoặc tạp chất được làm giàu ở ranh giới hạt.
-
Các nguyên tố hợp kim khuếch tán đến ranh giới hạt làm thay đổi tính chất điện hóa cục bộ.
-
Tiếp xúc với môi trường ăn mòn khai thác các ranh giới suy yếu.
Các chiến lược phòng ngừa bao gồm:
-
Sử dụng thép có hàm lượng cacbon thấp (thường dưới 0,05% hoặc thép cacbon cực thấp <0,03%) để giảm sự hình thành cacbua.
-
Sử dụng thép ổn định hợp kim với titan hoặc niobi, tạo thành cacbua không làm cạn kiệt crom.
-
Thực hành hàn và xử lý nhiệt thích hợp để tránh tiếp xúc lâu với nhiệt độ nhạy cảm.
-
Xử lý nhiệt sau hàn (như ủ dung dịch) để hòa tan cacbua crom và cho phép crom khuếch tán trở lại, phục hồi khả năng chống ăn mòn.
Tóm lại, ăn mòn liên hạt là một cuộc tấn công có chọn lọc dọc theo ranh giới hạt do những thay đổi hóa học cục bộ như cạn kiệt crom, có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính toàn vẹn cơ học của các kim loại như thép không gỉ và hợp kim nhôm. Kiểm soát thành phần hợp kim và tiếp xúc với nhiệt là chìa khóa để giảm thiểu rủi ro này.
Issa Amany
🔬 Ăn mòn liên hạt:
Mối đe dọa tiềm ẩn bên trong cấu trúc vi mô
Không phải tất cả sự ăn mòn đều bắt đầu trên bề mặt — đôi khi, nó bắt đầu sâu bên trong ranh giới hạt.
Trong thép không gỉ austenit, việc tiếp xúc kéo dài với nhiệt độ từ 425–815°C có thể gây ra sự kết tủa crom cacbua (Cr₂₃C₆) dọc theo ranh giới hạt.
Hiện tượng này, được gọi là sự nhạy cảm hóa, làm cạn kiệt crom ở các vùng lân cận, phá hủy lớp thụ động bảo vệ thép.
Kết quả? Ăn mòn cục bộ nghiêm trọng có thể khiến bề mặt trông nguyên vẹn — trong khi cấu trúc âm thầm mất đi độ bền và độ tin cậy.
✅ Cách phòng ngừa:
Chọn thép không gỉ ít carbon (cấp L) hoặc thép không gỉ ổn định (Ti/Nb)
Áp dụng phương pháp ủ dung dịch sau đó làm nguội nhanh
Kiểm soát nhiệt lượng đầu vào và tốc độ làm nguội trong quá trình hàn
📏 Tiêu chuẩn ASTM A262 Practice E (thử nghiệm DL-EPR) vẫn là một tiêu chuẩn đáng tin cậy để đánh giá độ nhạy cảm hóa trong thép không gỉ.
⚙️ Hiểu biết sâu sắc về cơ chế ăn mòn liên hạt là điều cần thiết để đảm bảo độ tin cậy lâu dài trong các ứng dụng dầu khí, hóa dầu và phát điện.
💬 Bạn đã từng gặp phải các vấn đề về ăn mòn liên hạt hoặc nhạy cảm hóa trong các dự án của mình chưa?
Phương pháp tiếp cận của bạn để phát hiện hoặc phòng ngừa là gì?
Hãy cùng chia sẻ kinh nghiệm và hiểu biết bên dưới nhé 👇
#Corrosion #IntergranularCorrosion #MaterialsEngineering #Metallurgy #StainlessSteel #Welding #HeatTreatment #FailureAnalysis #MaterialScience #OilAndGas #PowerGeneration #SurfaceEngineering #ASTM #Sensitization #Engineering
Ăn mòn, Ăn mòn liên hạt, Kỹ thuật Vật liệu, Luyện kim, Thép không gỉ, Hàn, Xử lý nhiệt, Phân tích lỗi, Khoa học Vật liệu, Dầu khí, Sản xuất điện, Kỹ thuật bề mặt, ASTM, Nhạy cảm, Kỹ thuật
(St.)
Ý kiến bạn đọc (0)