鐵素體相的存在使雙相不銹(xiu)鋼具有比單相奧氏體鋼低的晶間(jian)腐蝕傾向,其原因主要有:
1. 雙相鋼有較(jiao)細(xi)的晶(jing)粒(li)組織,因而(er)晶(jing)界長度增大,降低了晶(jing)界上析出(chu)的碳(tan)化物(wu)濃度。
2. 沿a/y相界析出M23C6型碳化物時,由于α相中的鉻含量較高,其在α相中的擴散速率較之在γ相中要快得多,有利于晶界附近化學成分的平衡,使鉻的濃度不至于降到允許的水平以下。
3. 在焊接時的高溫加熱過程中,發生各合金元素在各相之間的重新分配,使較多的碳進入a/γ相界的奧氏體內。
有(you)(you)學者(zhe)曾對(dui)308(06Cr20Ni10)雙相(xiang)不銹鋼固(gu)溶處理和(he)時效后的(de)(de)(de)晶間腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性進行(xing)了研究,結果表(biao)明(ming),鋼中(zhong)碳(tan)(tan)化物(wu)首先沿a/γ晶界(jie)析(xi)出,碳(tan)(tan)化物(wu)中(zhong)的(de)(de)(de)鉻主要來自(zi)α相(xiang),由于碳(tan)(tan)在鐵素(su)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)活度系數(shu)高,初析(xi)出的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化物(wu)先耗盡α相(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan),然后取自(zi)y相(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)使自(zi)身長(chang)大,造成(cheng)γ相(xiang)的(de)(de)(de)貧(pin)碳(tan)(tan),使其降至(zhi)溶解度的(de)(de)(de)極限(xian)值(zhi),避(bi)免了碳(tan)(tan)化物(wu)沿奧氏體(ti)晶界(jie)的(de)(de)(de)析(xi)出。還發現在給(gei)定的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)含量下(xia),該鋼有(you)(you)一個a/γ相(xiang)界(jie)含量和(he)分布的(de)(de)(de)臨界(jie)值(zhi),高于此值(zhi),鋼是免疫(yi)的(de)(de)(de),低于此值(zhi),則對(dui)晶間腐(fu)蝕敏(min)感(gan)。
022Cr22Ni5Mo3N鋼經1050℃固溶后,再在300~1000℃進行 20min的敏化加熱,采用65%HNO3法試驗,發現在600~700℃出現腐蝕速率的峰值。對應的是Cr2N、M23C6和x相的析出,將鉬含量提高至5%,峰值移至700℃,對應的是拉弗斯相Fe2Mo的析出,這些相的析出是鋼的晶間腐蝕的原因。
雙相不銹鋼在焊接和高溫加熱后有一定的晶間腐蝕敏感性。將雙相不銹鋼022Cr18Ni5Mo3Si2加熱至1200℃以上,α相晶粒急劇長大,y相數量迅速減少,至1300℃以上時已是單一粗大的α相,水冷后保留下來。1400℃保溫6秒水冷后,鐵素體晶界析出物的電子衍射分析表明,在α相晶界析出的是長約150nm、厚約30nm的M23C6型碳化物,其附近缺鉻。經1200℃保溫30min,再經水冷后測出M23C6型碳化物附近a/y相界兩側和α/α晶界兩側一定距離內的鉻含量,以鉻含量不大于12%為貧鉻判據。發現在γ相一側和α相一側分別產生了100nm和80nm的貧鉻區,貧鉻區的出現是由于富鉻的M23C6(含58.5%Cr)型碳化物析出的結果,這說明該鋼有一定程度的晶間腐蝕傾向。高溫敏化加熱后空冷,雖有M23C。型碳化物和y2沿α晶粒析出成網狀,但無晶間腐蝕傾向,晶界附近無貧鉻區。