鉻鎳奧氏體不銹鋼在使用前或從冶煉廠出廠時大多經(jīng)過固溶處理。不銹鋼加熱至高溫(約1000 ~ 1150°C,視鋼材類型而定),保溫后迅速冷卻(一般為水冷卻)。此時,Cr - Ni奧氏體不銹鋼中的碳含量大于0.02 ~ 0.03%(隨鋼中Ni含量的不同而變化)時,鋼中的碳處于過飽和狀態(tài)。隨后,在不銹鋼的加工和制造和使用的設(shè)備和組件,如果需要加熱的敏化溫度450 ~ 850°C(如焊接或使用在這個溫度范圍內(nèi)),鋼中的過飽和碳將擴散到晶界,與附近的鉻沉淀并形成碳化鉻。
在某些合金介質(zhì)體系中,常發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。例如,奧氏體不銹鋼在弱氧化介質(zhì)(如曝氣海水)或強氧化介質(zhì)(如濃硝酸)等特定腐蝕介質(zhì)中可能產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。
晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生的局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的邊界。由于晶粒有不同的取向,原子在結(jié)處的排列必須逐漸從一個取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€取向。因此,晶界實際上是一種“表面”不完整的結(jié)構(gòu)缺陷。由于晶格畸變的增加,晶界處原子的平均能量高于晶內(nèi)。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率比晶體的腐蝕速率快,這是因為晶界的能量高,原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
P. Si、B等雜質(zhì)元素沿晶界偏析引起的非敏化晶間腐蝕只是晶界與晶體間形成化學(xué)濃度差而引起的簡單電化學(xué)腐蝕過程,或者是偏析導(dǎo)致的晶界耐蝕性下降,或者還有其他因素,需要進(jìn)一步探討。