晶界吸附理論:超低碳不銹鋼經(jīng)1050℃固溶處理后,在強(qiáng)氧化介質(zhì)中也會(huì)發(fā)生晶間腐蝕。這時(shí),鉻差或不銹鋼不能采用σ相析出理論。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)p雜質(zhì)達(dá)到100ppm或Si雜質(zhì)達(dá)到1000 ~ 2000ppm時(shí),它們會(huì)在高溫區(qū)晶界處吸附分離。這些雜質(zhì)在強(qiáng)氧化劑介質(zhì)的作用下會(huì)溶解,在晶界處產(chǎn)生選擇性晶間腐蝕。該鋼經(jīng)敏化處理后不會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕,因?yàn)樘己土仔纬闪肆滋蓟?,限制了磷向晶界的擴(kuò)散,降低了雜質(zhì)在晶界的偏析,消除或減弱了對(duì)晶間腐蝕的敏感性。
在某些合金介質(zhì)體系中,常發(fā)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。例如,奧氏體不銹鋼在弱氧化介質(zhì)(如曝氣海水)或強(qiáng)氧化介質(zhì)(如濃硝酸)等特定腐蝕介質(zhì)中可能產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕。
然而,含穩(wěn)定元素Ti和Nb的不銹鋼,特別是Ti,存在許多缺點(diǎn)。今天,隨著不銹鋼冶煉工藝的快速發(fā)展。一些缺點(diǎn)嚴(yán)重阻礙了不銹鋼冶煉生產(chǎn)的科技進(jìn)步,給使用帶來(lái)了不必要的損失和危害。例如Ti的加入增加了鋼的粘度,降低了鋼的流動(dòng)性,給不銹鋼的連續(xù)澆注過(guò)程帶來(lái)了困難;Ti的加入使鋼錠和鋼坯的表面質(zhì)量惡化,這不僅大大增加了冶金廠(chǎng)的磨礦量,而且顯著降低了鋼材的成品率,從而增加了不銹鋼的成本;Ti的加入導(dǎo)致錫等非金屬夾雜物的形成,降低了鋼的純度,不僅惡化了鋼的拋光性能,而且錫等夾雜物經(jīng)常成為點(diǎn)蝕源,降低了鋼的耐蝕性;含鈦不銹鋼焊接后,在介質(zhì)的作用下,沿焊縫熔合線(xiàn)容易發(fā)生“刀蝕”,也會(huì)造成焊接結(jié)構(gòu)和設(shè)備的腐蝕損傷。
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(gè)取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)取向。因此,晶界實(shí)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(chēng)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?yàn)榫Ы绲哪芰扛撸犹幱诓环€(wěn)定狀態(tài)。