ASM手册腐蚀卷：奥氏体不锈钢的晶间腐蚀

　　ASMHandbookVolume13Corrosion“冶金因素对腐蚀的影响”一节中奥氏体不锈钢部分的翻译整理如下，其中带“”符号的句子为意译。

　　受冶金因素影响的腐蚀最为常见的是晶间腐蚀。

　　如果晶界的腐蚀速率大于晶体内部，那么将出现晶间腐蚀（原文如此，个人不太理解）。腐蚀速率的不同源于晶界和晶体内部成分的差异。

　　（极化曲线的内容略去）

　　许多合金系统都会发生晶间腐蚀。不过，人们对不锈钢晶间腐蚀的研究最多。（不锈钢的晶间腐蚀较为常见）

　　碳的分布对这些合金（铁素体、奥氏体、双相及马氏体不锈钢）抗晶间腐蚀能力的影响最为明显，但氮和金相的影响同样重要。

　　1035℃碳化铬能够完全溶于奥氏体。但如果从这个最高温度冷却或者重新加热到425815℃（如焊接、热处理等）碳化铬会在晶界沉淀。晶界上的铬含量高于基体。

　　如果奥氏体不锈钢能够快速冷却到425℃以下，就不会出现碳化物沉淀，也就不会产生晶间腐蚀敏感性。如果重新加热到425815℃进行消除应力热处理，将会出现碳化物沉淀和晶间腐蚀敏感性。碳化铬的最大沉淀速度出现于675℃。碳钢和低合金钢通常在这一温度区间进行消除应力热处理，因此对于需要进行消除应力处理的异种钢焊接接头，应注意不锈钢的选材。

　　3.2、晶间腐蚀的预防措施

　　钛Ti和铌Nb与碳的亲合力要比铬Cr强，能够形成更稳定的化合物，进而避免碳化铬的沉淀。常见的含有稳定化元素Ti、Nb的稳定化不锈钢有321和347。321含有不少于5xC+N%的Ti，347含有不少于8Xc%的Nb。Ti作为稳定化元素时，应考虑氮N的存在，除了氮化铬的沉淀是个问题之外，氮化铬也种非常稳定的化合物。Ti容易与N形成化合物，因此需要添加足够的Ti才能与碳形成化合物。

　　上图为四种不锈钢拼接后置于HNO3/HF热溶液中的焊缝腐蚀情况。左上角为304L，右上角347（含Nb），左下角321（含Ti）、右下角为304。从图中可以看出低碳不锈钢、含稳定化元素的不锈钢的抗蚀能力要优于304。还要以发现，敏化区是偏离焊缝的。

　　刀蚀是一种局部晶间腐蚀。焊接过程中，基体金属立即与熔合线连接，被加热到足够高的温度使稳定碳化物溶解，但足够快的冷却速度能够防止碳化物的沉淀。随后的焊接将使这一狭小区域达到稳定的碳化物和碳化铬出现沉淀的温度区间。碳化铬的沉淀将使这一与熔合线毗邻的狭小区域对晶间腐蚀敏感。

　　3.4、晶间腐蚀倾向试验（略）

　　对晶间腐蚀敏感的奥氏体不锈钢，对晶间型应力腐蚀也敏感。

　　3.6、铁素体、马氏体的影响

　　3.7、相的影响

　　除了腐蚀性能，相也会影响材料的机械性能。虽然它与高温铁素体（-铁素体），但它可以直接从奥氏体转化而来。

　　最重要的问题是，与相有关的奥氏体不锈钢腐蚀，发生在相可用显微镜判定之前。暴露于675℃的，低碳含钼奥氏体不锈钢（如316L和CF3M）或稳定化不锈钢（如321和347）在HNO3及一些情况下的Fe2(SO)4-H2SO4，会出现晶间腐蚀敏感性。这无法用碳化铬沉淀来解释，而通过光学显微镜也针法观察到相。但一些敏化钢确实存在网状相，并被假定（beenasummed）是引起晶间腐蚀的原因。这种假设认为在出现可观察的相之前，其影响产生于（feltthrough）前体或不可见相。所以在晶间腐蚀倾向试验中，应考虑不可见的相，虽然它对腐蚀性能的影响只出现于像HNO3这种强氧化环境中。