鉻、鎳、鉬、硅:Cr、Mo含量的增加會降低C的活性,降低晶體腐蝕的傾向;Ni、Si等不形成碳化物的元素會提高C的活性,降低C在奧氏體中的溶解度,促進(jìn)碳化物的析出。
根據(jù)稀釋理論,晶間腐蝕是由于組件的稀釋晶界由于容易沉淀的第二階段的晶界(1)奧氏體不銹鋼,鉻缺乏是由于晶界Cr23C6階段的降水,(2)對于Ni Mo合金,ni7mo5在晶界處析出,鉬在晶界處含量較低;(3)對于銅鋁合金,CuAl2在晶界處析出,導(dǎo)致晶界處銅含量較低。
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(dǎo)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(dāng)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。
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(jié)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(jié)構(gòu)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)。