晶間腐蝕，金屬材料的頭號大敵

不少研究金屬工藝的朋友們都聽過“晶間腐蝕”。何為“晶間腐蝕”呢？顧名思義，即是沿著金屬晶粒間的分界面產(chǎn)生的腐蝕，屬于金屬的一種局部腐蝕現(xiàn)象。其根本原因是由于各晶粒之間的接觸面和晶粒內(nèi)部間物質(zhì)成分的不同，或是晶粒之間的雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在。

晶間腐蝕破壞各個晶粒之間的結(jié)合，金屬或合金產(chǎn)生腐蝕后，表面上看不出被破壞的跡象，其表面仍保持一定的金屬光澤，而實際上晶粒間結(jié)合力顯著減弱，力學性能惡化,金屬的機械強度大打折扣，一旦經(jīng)受沖擊就很容易被破壞，是一種很危險的腐蝕破壞現(xiàn)象。

晶間腐蝕常見于奧氏體不銹鋼，腐蝕沿著不銹鋼晶粒邊界或它的臨近區(qū)域發(fā)展，使晶粒間的結(jié)合力大大削弱。一旦晶間腐蝕嚴重，當不銹鋼受到應(yīng)力作用時，即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失?，F(xiàn)代晶間腐蝕理論， 主要有貧鉻理論和晶界雜質(zhì)選擇溶解理論。

貧鉻理論

貧鉻理論是指奧氏體不銹鋼由于加工或使用時受熱不當使得其在氧化性或弱氧化性介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。所謂受熱不當是指鋼受熱或緩慢冷卻通過450～850 ℃溫度區(qū)， 鋼就會對晶間腐蝕產(chǎn)生敏感性。 當鋼無論是加熱或冷卻通過450～850 ℃時，碳便可形成（ Fe 、Cr） 23C6 從奧氏體中析出而分布在晶界上。（ Fe 、Cr） 23C6 的含鉻量比奧氏體基體的含鉻量高很多， 它的析出消耗了晶界附近大量的鉻， 而消耗的鉻不能及時從晶粒中通過擴散得到補充， 因為鉻的擴散速度很慢， 結(jié)果晶界附近的含鉻量低于正常值 ,形成貧鉻區(qū)， 晶界附近區(qū)域電位下降， 與晶粒本身形成電位差， 晶粒與晶界構(gòu)成活態(tài)—鈍態(tài)微電偶電池，這樣就導(dǎo)致晶界區(qū)的腐蝕。

晶界雜質(zhì)選擇溶解理論

奧氏體不銹鋼在強氧化性介質(zhì)（如濃硝酸） 中也能產(chǎn)生晶間腐蝕， 但腐蝕情況和在氧化性或弱氧化性介質(zhì)中的情況不同。通常發(fā)生在經(jīng)過固溶處理的鋼上，經(jīng)過敏化處理的鋼一般不發(fā)生。當固溶體中含有磷這種雜質(zhì)達100ppm 時或硅雜質(zhì)為1000 - 2000ppm 時， 它們便會偏析在晶界上。這些雜質(zhì)在強氧化性介質(zhì)作用下便發(fā)生溶解， 導(dǎo)致晶間腐蝕。

幾種防止和控制晶間腐蝕的措施

重新固溶處理。例如把焊接件加熱至一定溫度，使沉積的(F'e,Cr)23C6重新溶解，然后淬火防止其再次沉積。

穩(wěn)定化處理。煉鋼時加入一些強碳化物形成元索，如鈦和鈮等。它們和碳的親和力大，能與碳首先生成穩(wěn)定的鈦、鈮碳化物，而且這些碳化物的固溶度又比(Fe，Cr)23C6小的多。在固溶溫度下幾乎不溶于奧氏體中，這樣，經(jīng)過敏化溫度區(qū)時，(Fe，Cr)23C6不致于大量在晶界析出，在很大程度上消除了奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶界腐蝕的傾向。

采用超低碳不銹鋼。研究發(fā)現(xiàn)，降低碳含量到0. 03 %以下 , 即可使鋼中不形成（ Fe 、Cr） 23C6 ,不出現(xiàn)貧鉻區(qū)，防止晶間腐蝕的產(chǎn)生。

采用雙相鋼。奧氏體不銹鋼易于加工，但易發(fā)生晶間腐蝕，鐵素體鋼具有良好的耐晶間腐蝕性，但加工性能差。若用奧氏體—鐵素體雙相鋼，就可取長補短，解決晶間應(yīng)力腐蝕。

選用正確的加工方法。減少材料經(jīng)過敏化溫度區(qū)時的時間，如一般氬弧焊要比電弧焊的輸入線能量低， 因而奧氏體不銹鋼焊接和焊補應(yīng)盡量采用氬弧焊。