不銹鋼護(hù)欄以其耐腐蝕性和美觀性逐步應(yīng)用于橋梁護(hù)欄、道路護(hù)欄、工廠護(hù)欄及庭院護(hù)欄上。

在失效護(hù)欄側(cè)面(帶凹槽)和平直表面上分別截取試樣，經(jīng)清洗、干燥、打磨后，采用臺(tái)式直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，可見護(hù)欄的化學(xué)成分均符合GB/T 

20878—2007?不銹鋼和耐熱鋼牌號(hào)及化學(xué)成分?對(duì)316不銹鋼的成分要求。

可見護(hù)欄側(cè)面與上、下表面采用焊接方式連接，焊縫寬約5mm。腐蝕大致發(fā)生在熔敷金屬表面，腐蝕區(qū)域?qū)挾扰c焊縫寬度相當(dāng)。經(jīng)鑲嵌、打磨、拋光后，用體積比為3∶1∶1的HCl＋HNO3＋甘油混合液進(jìn)行浸蝕，采用金相顯微鏡觀察其顯微組織形貌。

由化學(xué)成分分析結(jié)果可知，護(hù)欄帶凹槽側(cè)面及平直表面母材化學(xué)成分均符合GB/T 20878—2007對(duì)316不銹鋼的成分要求。

由金相檢驗(yàn)結(jié)果可知，發(fā)生腐蝕的“工”字形護(hù)欄采用角焊接方式焊接而成，焊縫位于帶凹槽側(cè)面與平直表面連接處。焊縫寬約5mm。結(jié)合宏觀檢測(cè)結(jié)果可知，腐蝕基本發(fā)生在焊縫熔敷金屬表面，腐蝕區(qū)域?qū)捈s5mm，與焊縫寬度相當(dāng)。護(hù)欄母材顯微組織為奧氏體，奧氏體晶粒內(nèi)存在孿晶，且奧氏體晶粒尺寸大小不均勻，表明不銹鋼母材冷加工殘余應(yīng)力較大。焊縫區(qū)域顯微組織為柱狀晶＋碳化物。

由SEM及EDS結(jié)果可知，腐蝕產(chǎn)物中主要含有氧、鐵、碳、氯等元素，氧元素含量最高，氧元素含量遠(yuǎn)高于氯元素含量。同時(shí)焊縫及兩邊的母材區(qū)域中，焊縫區(qū)鉻、鎳元素含量低于母材，但錳元素含量遠(yuǎn)高于母材，表明熔敷金屬化學(xué)成分與母材存在較大的差異。

腐蝕產(chǎn)物主要呈現(xiàn)黃(紅)褐色，且氧元素含量最高，說明護(hù)欄在熔敷金屬表面發(fā)生了氧腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕。焊縫顯微組織中存在柱狀晶，存在成分偏析，同時(shí)焊縫區(qū)化學(xué)成分與母材存在明顯差異，造成兩者之間存在較大的電極電位差。同時(shí)在焊接后，焊縫處存在一定的焊接殘余應(yīng)力。由于護(hù)欄安裝位置臨近海邊，空氣濕度較大，并含有微量鹽分，護(hù)欄在焊縫熔敷金屬區(qū)域發(fā)生電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕，在該兩種腐蝕的綜合作用下該316不銹鋼護(hù)欄腐蝕失效。

結(jié)論及建議

護(hù)欄焊縫區(qū)與母材化學(xué)成分存在明顯差異，使得兩者之間存在較大的電極電位差，焊縫處存在一定的焊接殘余應(yīng)力。且安裝位置臨近海邊，空氣濕度大，該護(hù)欄在焊縫熔敷金屬區(qū)域發(fā)生電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕，在該兩種腐蝕的綜合作用下最終造成護(hù)欄腐蝕失效。

建議采用合適的焊條對(duì)316不銹鋼進(jìn)行焊接，以獲得最佳的耐腐蝕性能，同時(shí)316不銹鋼焊后宜進(jìn)行退火處理。

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