分析奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的原因

不銹鋼就是不容易生銹的鋼鐵，不銹鋼中的主要合金元素是Cr(鉻)，只有當Cr含量達到一定值時，鋼材有耐蝕性，不銹鋼一般Cr含量至少為10.5%。不銹鋼的耐蝕機理為鈍化膜理論，即其表面形成一層極薄而堅固細密的穩定的富Cr鈍化膜，防止氧原子繼續滲入、繼續氧化，從而達到防銹蝕的能力。

晶間腐蝕的產生機理

晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕， 腐蝕沿著金屬或合金晶粒邊界或它的臨近區域發展， 而晶粒腐蝕很輕微，這種腐蝕便稱為晶間腐蝕，這種腐蝕使晶粒間的結合力大大削弱。嚴重的晶間腐蝕，可使金屬失去強度和延展性，在正常載荷下碎裂。現代晶間腐蝕理論， 主要有貧鉻理論和晶界雜質選擇溶解理論。

常用的奧氏體不銹鋼， 在氧化性或弱氧化性介質中之所以產生晶間腐蝕， 多半是由于加工或使用時受熱不當引起的。所謂受熱不當是指鋼受熱或緩慢冷卻通過450～850 ℃溫度區， 鋼就會對晶間腐蝕產生敏感性。所以這個溫度是奧氏體不銹鋼使用的危險溫度。不銹鋼材料在出廠時已經固溶處理，所謂固溶處理就是把鋼加熱至1050～1150 ℃后進行淬火， 目的是獲得均相固溶體。奧氏體鋼中含有少量碳， 碳在奧氏體中的固溶度是隨溫度下降而減小的。如0Cr18Ni9Ti , 在1100 ℃時， 碳的固溶度約為0. 2 % , 在500～700 ℃時， 約為0. 02 %。所以經固溶處理的鋼，碳是過飽和的。

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， 它的析出自然消耗了晶界附近大量的鉻， 而消耗的鉻不能從晶粒中通過擴散及時得到補充， 因為鉻的擴散速度很慢， 結果晶界附近的含鉻量低于鈍化必須的的限量(即12 %Cr) ,形成貧鉻區， 因而鈍態受到破壞， 晶界附近區域電位下降， 而晶粒本身仍維持鈍態， 電位較高， 晶粒與晶界構成活態———鈍態微電偶電池， 電池具有大陰極小陽極的面積比，這樣就導致晶界區的腐蝕。

引起常用奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的介質， 主要有兩類。一類是氧化性或弱氧化性介質，一類是強氧化性介質，如濃硝酸等。常見的是第一類，下面列出常見引起奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的介質環境。

常見引起奧氏體不銹鋼晶間腐蝕介質

在G. A. Nelson 編制的“腐蝕數據圖表”中列出了常見的引起奧氏體不銹鋼產生晶間腐蝕的介質：醋酸，醋酸+ 水楊酸，硝酸銨，硫酸銨，鉻酸，硫酸銅，脂肪酸，甲酸，硫酸鐵，氫氟酸+ 硫酸鐵，乳酸，硝酸，硝酸+ 鹽酸，草酸，磷酸，海水，鹽霧，硫酸氫鈉，次氯酸鈉，二氧化硫(濕) ,硫酸，硫酸+ 硫酸銅，硫酸+ 硫酸亞鐵， 硫酸+ 甲醇， 硫酸+ 硝酸， 亞硫酸， 酞酸， 氫氧化鈉+ 硫化鈉。

為了提高鉻鎳奧氏體不銹鋼容器抗晶間腐蝕的能力， 必須針對具體的腐蝕環境， 依據腐蝕機理， 首先選材時可選超低碳不銹鋼， 穩定化不銹鋼， 焊接時選用正確的焊接方法， 恰當組合上述幾種防止和控制措施， 才能取得好的效果， 不能單純依賴焊后固溶或穩定化處理。