浙江至德鋼業有限公司在對核級奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)焊接接頭性能分析過程中，發現晶間腐蝕試驗不合格，且發生晶間腐蝕開裂的位置為母材，通過分析發現導致母材晶間腐蝕不合格的原因可能是由于不合理的元素成分（過高的錳含量和過低的鎳含量）和不合理的熱處理制度導致了母材在敏化后微觀組織為奧氏體＋δ鐵素體＋σ相，從而使得晶間敏化時貧鉻更嚴重，同時針對該種情況給出了相應的預防措施。
18-8型奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼因(yin)其具有(you)較高的強度、塑形(xing)和良好(hao)的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能在核電(dian)站(zhan)中(zhong)廣(guang)泛應用(yong)，其中(zhong)包括(kuo)某些(xie)設備的重要(yao)(yao)部(bu)件以及(ji)需(xu)(xu)承擔耐(nai)高溫(wen)、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)等而(er)惡劣環(huan)境的重要(yao)(yao)系統管(guan)道。重要(yao)(yao)部(bu)件及(ji)管(guan)道用(yong)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在使用(yong)過程中(zhong)需(xu)(xu)要(yao)(yao)復驗(yan)，同時在焊接過程中(zhong)還需(xu)(xu)要(yao)(yao)對焊接接頭進(jin)行焊接工藝評定，其中(zhong)就包括(kuo)進(jin)行晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)試驗(yan)。由于(yu)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)對于(yu)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的應用(yong)影(ying)響(xiang)很大，且其發生(sheng)過程不(bu)(bu)易覺察，所(suo)以奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)現象受(shou)到了廣(guang)泛關注(zhu)。
至德鋼業針對某一核(he)級奧氏體不銹鋼管在(zai)焊接(jie)實施(shi)前焊接(jie)工(gong)藝(yi)評(ping)定(ding)不合格(ge)(ge)問題，進行(xing)了包括(kuo)化學成分(fen)、力學性能(neng)、工(gong)藝(yi)性能(neng)、微觀組織、耐腐蝕性能(neng)等(deng)方面(mian)的試驗，分(fen)析(xi)了造(zao)成工(gong)藝(yi)評(ping)定(ding)不合格(ge)(ge)的原因主(zhu)要為(wei)晶間腐蝕試驗不合格(ge)(ge)，并對造(zao)成晶間腐蝕試驗不合格(ge)(ge)的原因進行(xing)了分(fen)析(xi)，并提(ti)出了避免(mian)該種問題出現的相關措施(shi)，從而(er)為(wei)核(he)級奧氏體不銹鋼在(zai)核(he)電(dian)站中的廣泛應(ying)用提(ti)供一定(ding)的理論基礎。
一、焊接接頭的制備與試驗方法
1. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)的制備
母材為Z2CN18.10，規(gui)格(ge)為Φ21.3mm×3.37mm，填充焊(han)絲為ER316L，規(gui)格(ge)為Φ2.0，焊(han)接工藝為惰性氣體保(bao)護鎢極電弧焊(han)（TIG）。對焊(han)接接頭(tou)進行無損檢(jian)測(ce)，包括目(mu)視檢(jian)測(ce)、滲透(tou)檢(jian)測(ce)和射線檢(jian)測(ce)，結果表(biao)明焊(han)接接頭(tou)的表(biao)面(mian)缺陷及內部缺陷在采購規(gui)定的要求范圍之內。
2. 試驗方法及試驗結果
為了檢(jian)驗(yan)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭是否滿足要(yao)求，從(cong)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭上分(fen)別(bie)取樣進(jin)行化學成分(fen)分(fen)析、橫(heng)向拉(la)伸、彎曲(qu)、微觀組織、晶間腐蝕等(deng)試(shi)驗(yan)項目，具體要(yao)求如下。
a. 化學成(cheng)分
按照GB/T 20066-2001的(de)(de)(de)規定(ding)(ding)從(cong)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)上截取試樣，試驗方法按照GB/T 11170-2008的(de)(de)(de)要(yao)求在(zai)(zai)(zai)M5000直(zhi)讀光譜儀進行(xing)。化(hua)學成分分析結果(guo)如(ru)表所示，從(cong)表中可(ke)以(yi)看出測量值符合(he)規范(fan)要(yao)求，同時雜質(zhi)元(yuan)素(su)銅、硼、氮(dan)、磷、硫等(deng)含量較低，這可(ke)以(yi)保證焊(han)接(jie)質(zhi)量的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性；另外其(qi)中還(huan)含有微(wei)量的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)化(hua)元(yuan)素(su)鈮(ni)，元(yuan)素(su)鈮(ni)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)是為了(le)形(xing)成碳(tan)(tan)化(hua)物，從(cong)而降低基體中的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)含量，從(cong)而對于提高(gao)材料(liao)的(de)(de)(de)抗晶間(jian)腐(fu)蝕能力(li)有益；另外根據Delong圖計算得到δ鐵素(su)體含量約為6％，符合(he)規范(fan)要(yao)求的(de)(de)(de)鐵素(su)體含量在(zai)(zai)(zai)5～15％的(de)(de)(de)要(yao)求。焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)中一(yi)定(ding)(ding)量鐵素(su)體的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)，是為了(le)提高(gao)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在(zai)(zai)(zai)凝(ning)固過程中的(de)(de)(de)強度，從(cong)而避免凝(ning)固收縮(suo)形(xing)成的(de)(de)(de)張力(li)將焊(han)縫撕裂。
b. 橫向拉伸
按(an)照(zhao)GB/T 2651-2008的(de)規(gui)定截取管接(jie)(jie)(jie)頭板狀試樣，其中(zhong)試樣平行長度(du)部分的(de)寬(kuan)度(du)為(wei)6mm，試驗(yan)設備均為(wei)WAW-300液壓萬能(neng)試驗(yan)機。拉伸(shen)試驗(yan)結果表明(ming)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)Rm為(wei)575MPa，滿足規(gui)范要(yao)求(qiu)的(de)不低于490MPa的(de)要(yao)求(qiu)，同時斷裂位置在焊縫以外區域，這說明(ming)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭強(qiang)(qiang)度(du)優于母材強(qiang)(qiang)度(du)。
c. 彎曲
根據GB/T 2653-2008的(de)(de)規(gui)定，截(jie)取(qu)橫(heng)向(xiang)彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)，其中(zhong)(zhong)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)厚度(du)(du)為(wei)鋼管厚度(du)(du)（3.37mm），試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)寬度(du)(du)為(wei)8mm，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)長度(du)(du)為(wei)100mm，且焊縫處于試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)中(zhong)(zhong)間位置，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)設備(bei)為(wei)WAW-300液壓(ya)萬能試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)機。截(jie)取(qu)4個(ge)橫(heng)向(xiang)彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)，其中(zhong)(zhong)2個(ge)進(jin)(jin)行面(mian)彎(wan)(wan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，2個(ge)進(jin)(jin)行背彎(wan)(wan)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，彎(wan)(wan)曲(qu)過程所(suo)采用的(de)(de)圓(yuan)形壓(ya)頭直(zhi)徑為(wei)15mm，彎(wan)(wan)曲(qu)角度(du)(du)為(wei)180°，試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果均未發現(xian)有(you)裂(lie)紋或其他缺(que)陷產生。
d. 微觀組織
從焊接接頭上截取長(chang)度為(wei)(wei)30mm的(de)(de)管段，沿縱截面監(jian)測焊縫(feng)和焊縫(feng)附近區(qu)域的(de)(de)微(wei)觀(guan)組(zu)織，侵(qin)蝕(shi)劑(ji)為(wei)(wei)300mL HCl＋500gFeCl 3＋700mlH2O，侵(qin)蝕(shi)時間2秒(miao)，然后在CMM-40E金(jin)相顯微(wei)鏡上觀(guan)察不(bu)同區(qu)域的(de)(de)微(wei)觀(guan)組(zu)織。
焊縫(feng)(feng)處(chu)(chu)的微觀(guan)組(zu)(zu)織(zhi)如圖(tu)(tu)所示，可(ke)以(yi)看(kan)出存在(zai)明顯的兩(liang)種組(zu)(zu)織(zhi)，根據表中的化學成分分析及Delong圖(tu)(tu)計算結果可(ke)知，該組(zu)(zu)織(zhi)主要為(wei)(wei)(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)的基體(ti)和沿奧(ao)氏(shi)體(ti)基體(ti)分布的枝(zhi)狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)，由于該鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)為(wei)(wei)(wei)直接從液相中析出，可(ke)以(yi)判斷出為(wei)(wei)(wei)δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)，據此可(ke)以(yi)判斷得出焊縫(feng)(feng)處(chu)(chu)的組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)(wei)(wei)鑄態的奧(ao)氏(shi)體(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)。
焊縫附(fu)近(jin)熱(re)影(ying)響區的(de)(de)組(zu)織如圖所(suo)示，可以(yi)看(kan)出該區域的(de)(de)組(zu)織結構(gou)和(he)焊縫的(de)(de)鑄(zhu)態組(zu)織明顯不同，出現了經加(jia)工和(he)熱(re)處理后(hou)由于材料發生再結晶而存(cun)在的(de)(de)明顯晶界，同時晶內出現了異(yi)與基體(ti)的(de)(de)其他組(zu)織，且存(cun)在一定數量的(de)(de)孿晶。
另外，母材區(qu)域(yu)的微觀(guan)(guan)組(zu)(zu)織如圖所示(shi)，根據(ju)張文華的研究，鉻－鎳型奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼在(zai)1100～1300℃固(gu)溶處理過(guo)程后(hou)，其δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)含(han)量隨著固(gu)溶溫度的升高(gao)而增加，根據(ju)F-2A型鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)儀測(ce)母材的微觀(guan)(guan)組(zu)(zu)織中除(chu)了(le)奧氏體(ti)(ti)基體(ti)(ti)外，還(huan)包括7.3％的鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)，據(ju)此(ci)推測(ce)此(ci)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)應為(wei)δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)；除(chu)δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)，還(huan)可以觀(guan)(guan)測(ce)得知在(zai)部分(fen)晶界存(cun)在(zai)碳化物析出(chu)；同時對δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)析出(chu)區(qu)域(yu)放(fang)大倍數進(jin)一步進(jin)行(xing)觀(guan)(guan)察，如圖所示(shi)，可以看出(chu)在(zai)條(tiao)形δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)周圍存(cun)在(zai)其它塊狀析出(chu)相，利用平衡相圖計算結果(guo)及相關研究，可分(fen)析得知該析出(chu)相為(wei)σ相。
e. 晶間腐蝕(shi)
晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗按照(zhao)GB／T4334.5-2000的(de)規定進(jin)行，試(shi)(shi)樣(yang)長度為(wei)(wei)100mm，寬為(wei)(wei)20mm的(de)厚(hou)度為(wei)(wei)管材壁厚(hou)的(de)條形(xing)試(shi)(shi)樣(yang)；晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕前應對試(shi)(shi)樣(yang)進(jin)行敏(min)化，敏(min)化溫度為(wei)(wei)650℃，敏(min)化保溫時間為(wei)(wei)2小時，保溫后在空氣中(zhong)冷卻；晶(jing)界腐(fu)(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕介質是按照(zhao)該(gai)標準要(yao)求配置的(de)硫酸－硫酸銅溶(rong)液；試(shi)(shi)驗完(wan)成后，取出(chu)試(shi)(shi)樣(yang)，洗凈、干燥、并進(jin)行聲響試(shi)(shi)驗和(he)彎曲(qu)試(shi)(shi)驗，彎曲(qu)角度為(wei)(wei)180°。試(shi)(shi)驗結果發現，在靠(kao)近焊縫(feng)熱(re)影響區的(de)母(mu)(mu)材區域(yu)存在裂紋(wen)，而焊縫(feng)區域(yu)無(wu)裂紋(wen)，這表明母(mu)(mu)材的(de)晶(jing)間腐(fu)(fu)(fu)蝕結果不合格。
f. 母(mu)材性能
根(gen)據母材的(de)質量證明(ming)文件，可知母材的(de)化學成分，具體如表所(suo)示。根(gen)據表的(de)結(jie)果可以看出，錳含(han)量接近上限(xian)，鎳含(han)量接近下(xia)限(xian)，且根(gen)據Delong圖計(ji)算得到(dao)母材中(zhong)的(de)δ鐵素體含(han)量約(yue)為(wei)8％。同時，母材的(de)拉(la)伸性能結(jie)果表明(ming)其室溫抗拉(la)強度為(wei)575MPa，滿足采購技術規格(ge)書(shu)中(zhong)不低于(yu)490MPa的(de)要求(qiu)；屈(qu)服強度為(wei)260MPa，滿足采購技術規格(ge)書(shu)中(zhong)不低于(yu)175MPa的(de)要求(qiu)。
二、分析討(tao)論(lun)
根據對焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)化學成(cheng)分、力學性能、彎曲、微觀(guan)組織、晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試驗的(de)(de)結果，可以看出(chu)(chu)該焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)是(shi)不(bu)符合(he)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)，主要(yao)(yao)(yao)原因是(shi)由于母材(cai)區(qu)域在晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試驗過(guo)程中的(de)(de)彎曲檢測中出(chu)(chu)現開(kai)裂(lie)造(zao)成(cheng)的(de)(de)。對于奧氏體不(bu)銹鋼而言，晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)的(de)(de)主要(yao)(yao)(yao)原因是(shi)因為(wei)不(bu)銹鋼在熱處(chu)理過(guo)程中發生(sheng)了“敏化”，即(ji)沿(yan)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)析出(chu)(chu)M23C6碳化物（其中的(de)(de)M主要(yao)(yao)(yao)指鉻(ge)和鐵），導致晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)附(fu)近貧鉻(ge)，同時(shi)遠離(li)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)基(ji)體中的(de)(de)鉻(ge)在短時(shi)間(jian)無法擴散到晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)，使得晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)附(fu)近的(de)(de)鉻(ge)含量低(di)于材(cai)料發生(sheng)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)所要(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)最低(di)值(zhi)，從而導致在腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)溶液中晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)位置優先被侵(qin)蝕(shi)，最后導致材(cai)料失效(xiao)。
研究(jiu)表明，在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中一(yi)定(ding)含(han)量(liang)(liang)的(de)δ鐵體(ti)有(you)助于(yu)提高合金的(de)抗晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)，這主要(yao)是由(you)于(yu)δ鐵素體(ti)與奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)能(neng)比奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)能(neng)低(di)，使(shi)得(de)M23C6碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)優先在(zai)δ鐵素體(ti)與奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)上析(xi)出；同(tong)時(shi)該相(xiang)界(jie)(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)存(cun)在(zai)相(xiang)當于(yu)增(zeng)加(jia)了碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)析(xi)出區域面(mian)(mian)(mian)積，使(shi)得(de)單位面(mian)(mian)(mian)積上的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)濃度降低(di)，從而使(shi)得(de)材料發生“敏化(hua)(hua)”晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)附(fu)近區域鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)也(ye)不(bu)至于(yu)過(guo)(guo)低(di)，從而減(jian)少材料形成(cheng)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)敏感性(xing)。另外，如果奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中錳過(guo)(guo)高，鎳含(han)量(liang)(liang)較(jiao)低(di)時(shi)則容易形成(cheng)σ相(xiang)。σ相(xiang)是一(yi)種(zhong)含(han)有(you)較(jiao)高鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)的(de)Cr-Fe金屬間(jian)(jian)(jian)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)，當其沿晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)析(xi)出時(shi)，同(tong)時(shi)將使(shi)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)(jie)周圍(wei)形成(cheng)貧鉻(ge)區，從而使(shi)得(de)材料的(de)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)更(geng)敏感。
根(gen)據對(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)和(he)母(mu)(mu)材的(de)(de)(de)(de)微觀(guan)(guan)組(zu)(zu)織(zhi)分(fen)析(xi)，可以得(de)(de)知(zhi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)最(zui)終組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)，且焊(han)(han)縫(feng)為(wei)(wei)鑄態組(zu)(zu)織(zhi)，因此根(gen)據最(zui)終金相(xiang)檢查的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)結(jie)果可以得(de)(de)知(zhi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)完成后沒有(you)發(fa)生明顯的(de)(de)(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)；母(mu)(mu)材的(de)(de)(de)(de)微觀(guan)(guan)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)＋σ相(xiang)，同時(shi)(shi)在(zai)(zai)某(mou)(mou)些晶界(jie)(jie)(jie)部分(fen)發(fa)現(xian)有(you)碳化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)析(xi)出；由于(yu)富鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)σ相(xiang)在(zai)(zai)靠近δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)區域(yu)析(xi)出，這將使(shi)得(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量降低，另外(wai)某(mou)(mou)些晶界(jie)(jie)(jie)存(cun)在(zai)(zai)碳化(hua)(hua)物析(xi)出，這就使(shi)得(de)(de)晶界(jie)(jie)(jie)附(fu)近的(de)(de)(de)(de)貧鉻(ge)(ge)(ge)更(geng)為(wei)(wei)嚴(yan)(yan)重(zhong)。根(gen)據化(hua)(hua)學成分(fen)結(jie)果可知(zhi)焊(han)(han)縫(feng)區域(yu)的(de)(de)(de)(de)δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)量要高于(yu)母(mu)(mu)材，同時(shi)(shi)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)鑄態組(zu)(zu)織(zhi)由于(yu)無明顯晶界(jie)(jie)(jie)也無明顯的(de)(de)(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)現(xian)象，導(dao)致焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)(zai)敏(min)化(hua)(hua)時(shi)(shi)未(wei)發(fa)生開裂(lie)；而母(mu)(mu)材由于(yu)即在(zai)(zai)基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)σ相(xiang)析(xi)出，導(dao)致基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)量降低，同時(shi)(shi)某(mou)(mou)些晶界(jie)(jie)(jie)存(cun)在(zai)(zai)碳化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)析(xi)出，導(dao)致晶界(jie)(jie)(jie)區域(yu)的(de)(de)(de)(de)貧鉻(ge)(ge)(ge)更(geng)為(wei)(wei)嚴(yan)(yan)重(zhong)，最(zui)終使(shi)得(de)(de)母(mu)(mu)材在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)環(huan)境中(zhong)發(fa)生晶間腐蝕(shi)開裂(lie)。
對于(yu)18/8型奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼，一般(ban)在交貨前均要(yao)求進(jin)行最終固溶熱(re)處理(li)(li)，固溶熱(re)處理(li)(li)溫度(du)為(wei)1050～1150℃，保溫時間(jian)約為(wei)10min，該熱(re)處理(li)(li)將會保證(zheng)該類型奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼為(wei)奧氏(shi)體＋δ鐵(tie)素體組(zu)織(zhi)，只不(bu)過(guo)由于(yu)δ鐵(tie)素體的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)很少(shao)，不(bu)易被覺察到(dao)因(yin)此一般(ban)被認(ren)為(wei)是單一的(de)(de)(de)奧氏(shi)體基體組(zu)織(zhi)。另(ling)(ling)外，當18/8型奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼具(ju)(ju)有(you)(you)較高(gao)的(de)(de)(de)錳(meng)和(he)氮(dan)時，在500℃～900℃長時間(jian)加熱(re)，則σ相(xiang)(xiang)(xiang)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)傾向就會比較強烈。對于(yu)本文中(zhong)出(chu)現的(de)(de)(de)該種焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，由于(yu)在晶界試(shi)(shi)驗中(zhong)需要(yao)對試(shi)(shi)樣進(jin)行敏化(hua)，而敏化(hua)過(guo)程溫度(du)正(zheng)處于(yu)σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)溫度(du)范(fan)圍，同時在母(mu)材中(zhong)錳(meng)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)處于(yu)上限、鎳(nie)(nie)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)處于(yu)下(xia)限，從(cong)而對于(yu)σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)較為(wei)有(you)(you)利(li)。而對于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，由于(yu)熔覆(fu)金(jin)屬的(de)(de)(de)錳(meng)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)1.60％，鎳(nie)(nie)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)12.09％，相(xiang)(xiang)(xiang)對于(yu)母(mu)材中(zhong)的(de)(de)(de)錳(meng)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)1.904％，鎳(nie)(nie)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)9.348％具(ju)(ju)有(you)(you)較低的(de)(de)(de)錳(meng)和(he)較高(gao)的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)，且(qie)δ鐵(tie)素體也(ye)(ye)更少(shao)，從(cong)而導致了在相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)敏化(hua)條件下(xia)焊(han)(han)縫區域沒有(you)(you)σ相(xiang)(xiang)(xiang)產生。另(ling)(ling)外，由于(yu)鉻(ge)是鐵(tie)素體形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素，鎳(nie)(nie)是奧氏(shi)體形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素，因(yin)此δ鐵(tie)素體中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)要(yao)明(ming)顯高(gao)于(yu)奧氏(shi)體中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)，則δ鐵(tie)素體中(zhong)將更容易析(xi)出(chu)富鉻(ge)的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)，這也(ye)(ye)與圖中(zhong)的(de)(de)(de)金(jin)相(xiang)(xiang)(xiang)檢查結果(guo)相(xiang)(xiang)(xiang)吻合。
綜上分析(xi)可知，由(you)于母(mu)材中的(de)錳含量較高(gao)、鎳(nie)含量較低，導(dao)(dao)致(zhi)其(qi)在(zai)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕試(shi)驗的(de)敏化過(guo)程中形成了(le)奧氏體＋δ鐵(tie)素體＋σ相的(de)微(wei)觀組織，且(qie)同時沿(yan)晶(jing)界存(cun)在(zai)碳化物析(xi)出，這(zhe)導(dao)(dao)致(zhi)了(le)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕試(shi)驗不合格；而(er)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭中由(you)于僅(jin)存(cun)在(zai)δ鐵(tie)素體，無σ相和碳化物析(xi)出，而(er)單一的(de)δ鐵(tie)素體對于奧氏體不銹鋼抗晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕是有益的(de)，從而(er)其(qi)在(zai)晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕試(shi)驗過(guo)程中未發(fa)現有裂紋。
三(san)、結論及(ji)建議(yi)
1. 導(dao)致(zhi)焊接接頭晶(jing)間腐蝕(shi)試(shi)驗不(bu)合格的主要部位在母(mu)(mu)材(cai)區域，而導(dao)致(zhi)母(mu)(mu)材(cai)晶(jing)間腐蝕(shi)試(shi)驗不(bu)合格的原因是由于不(bu)合理的元(yuan)素(su)成(cheng)分(fen)（過(guo)高的錳含量(liang)和(he)過(guo)低(di)的鎳(nie)含量(liang)）導(dao)致(zhi)在敏化后母(mu)(mu)材(cai)的微觀組織為奧(ao)氏(shi)體＋δ鐵(tie)素(su)體＋σ相，從而導(dao)致(zhi)母(mu)(mu)材(cai)的抗晶(jing)間腐蝕(shi)性(xing)能(neng)降低(di)；
2. 建議在(zai)奧氏體不銹鋼制(zhi)造過(guo)程(cheng)中鎳含(han)量應(ying)取中間(jian)值(zhi)(zhi)范圍，錳含(han)量取較低值(zhi)(zhi)。
