長期以來,采用含有穩(wěn)定元素Ti和Nb的Cr - Ni奧氏體不銹鋼,如1Cr18Ni9Ti、0cr18ni11ti、1cr18ni12mo2ti、1cr18ni12mo3ti、1cr18ni11nb、0cr18ni11nb等,防止晶間敏化腐蝕,取得了滿意的效果。Ti和Nb的作用主要是與鋼中的過飽和碳形成穩(wěn)定的tic、NBC等碳化物,以防止或減少Cr23C6碳化鉻的形成。
晶間腐蝕條件:1。金屬或合金中含有雜質(zhì),或沿晶界析出第二相。2. 由于晶界和晶粒之間的化學成分不同,在合適的介質(zhì)中形成腐蝕電池。晶界為陽極,晶界為陰極,晶界產(chǎn)生選擇性溶解。3.有一種特定的腐蝕性介質(zhì)。
晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生的局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的邊界。由于晶粒有不同的取向,原子在結處的排列必須逐漸從一個取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€取向。因此,晶界實際上是一種“表面”不完整的結構缺陷。由于晶格畸變的增加,晶界處原子的平均能量高于晶內(nèi)。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率比晶體的腐蝕速率快,這是因為晶界的能量高,原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
在常用的Cr - Ni奧氏體不銹鋼中,這種碳化物一般為Cr23C6 [M23C6]。由于該碳化物中Cr含量較高,碳化鉻沿晶界析出,導致碳化物周圍鋼基體中Cr濃度降低,形成所謂的“貧鉻區(qū)”。當碳化鉻沿晶界析出成網(wǎng)狀時,貧鉻區(qū)也在網(wǎng)狀中。不銹鋼的耐腐蝕性是由于鋼中含有足夠的鉻,在介質(zhì)的作用下使鋼在這種介質(zhì)中鈍化。鉻貧區(qū)鉻量不足,使鈍化能力降低甚至消失,而奧氏體晶粒本身仍有足夠的鈍化(耐腐蝕)能力。因此,在腐蝕介質(zhì)的作用下,晶界附近連接成網(wǎng)狀的鉻貧區(qū)會優(yōu)先溶解,產(chǎn)生晶間腐蝕。