1、奥氏体钢焊接接头产生晶间腐蚀的条件
含有稳定化元素的奥氏体不锈钢一般都是经固溶处理后使用,固溶处理的目的是获得稳定的奥氏体。18-8(Crl8Ni9Ti)钢是典型的奥氏体不锈钢,在常温下置于腐蚀介质中,一般不会使晶间发生腐蚀。如果固溶处理后18-8不锈钢再次加热到450~850℃,并停留一段时间或在此温度区间工作,并且钢中碳含量又较多,不是超低碳,同时钢中又缺少钛铌等固碳元素,置于腐蚀介质中时晶界就会被腐蚀产生晶间腐蚀。如果长时间处于介质中,腐蚀会不断向里深入,直至完全破坏了晶粒间的联系。
不锈钢的晶间腐蚀与钢的成分和加热或使用温度有关。如一18-8型不锈钢加热到450~850℃并停留一段时间,在晶界处析出富铬的碳化物(M23C6)。如果成分、加热温度和停留时间正处于曲线包围阴影部分,钢产生晶间腐蚀的倾向就高,如果在阴影.曲线之外,产生晶间腐蚀的倾向就小或根本不会产生晶间腐蚀。由图看出,随着碳含量的增加,产生晶间腐蚀的倾向也增加,所以,认为碳是造成晶间腐蚀的敏感元素,碳含量越多晶间腐蚀倾向越高。由此可知,超低碳的不锈钢(含碳量小于0.03%)晶间腐蚀的倾向很小,如00Crl8Ni9Ti不锈钢。
2、产生晶间腐蚀的原因
不锈钢晶间耐蚀能力降低的原因可用碳化铬析出造成晶间贫铬来解释。
奥氏体钢耐腐蚀是因为钢中的Cr>12%,无论钢材的整体或是局部只要Cr<12%,腐蚀就会产生。
对于18-8钢,室温时碳在γ-Fe中的溶解度<0.02%~0.03%,而18-8钢中实际的含C≤0.12%,远远超过了平衡溶解度,碳必然会过饱和存在γ-Fe中。当18-8钢加热到450~850℃晶间腐蚀最为敏感温度时,过饱和的碳向晶粒边界扩散,与晶界附近的铬结合形成铬的碳化物(Cr、Fe)23C6并在晶界沉淀析出;由于碳的扩散速度比铬快的多,铬来不及从晶界沉淀析出;由于碳的扩散速度比铬快的多,铬来不及从晶内补充到界附近,从而使晶界区出现贫铬现象,就会产生晶腐蚀。
在某些超低碳含钼奥氏体型不锈钢,在敏化温度区间的晶界析出铬含量很高的σ相,造成邻近区贫铬,也会出现晶间腐蚀。