【正文】 緩冷會產(chǎn)生靈敏性，所以通 6 常需要在高溫下立刻急冷。 奧氏體系不銹鋼一般而言比鐵素體系不銹鋼在低溫（ 450~850℃）加熱下易引起晶間腐蝕。 （ 4）晶間腐蝕 晶間腐蝕即 Cr23C 6 在結(jié)晶 晶界析出，其近旁的母相 Cr 濃 度顯著減少，而造成晶界以及其 近旁的腐蝕、材料破損的現(xiàn)象。 防止孔蝕方法 （ a）改善使用環(huán)境 將溶液的 PH 調(diào)成堿性，盡量在低溫下作業(yè)；避免鹵素離子的濃縮和粘附異物，進(jìn)行溶液中的氧、氯化劑濃度均一的構(gòu)造設(shè)計(jì)，并在使用上多做考慮，也可以用增加溶液的攪拌來提高溶液流動的方法。 不銹鋼的耐孔蝕性一般來說，奧氏體系不 銹鋼比鐵素體系不銹鋼要好，為改善耐孔蝕性，需要添加 Cr、 Mo，其鋼種有 S US 329J 31317 等。 （ b）除去應(yīng)力 4 除去焊接應(yīng)變、除去熱應(yīng)力的產(chǎn)生、改善組合加工方法等。溫度上升會促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開裂；加工程度的影響程度是根據(jù)合金的種類、殘留應(yīng)力的大小而變化。在冷卻水、水蒸汽中的 CI大約在 50P P M 以上，使用溫度大約在 50℃以上的情況下容易發(fā)生，還有在溶解氧多的情況下，在數(shù) PP M 的 C1濃度下也會產(chǎn)生腐蝕開裂。在焊接、冷加工引起的殘留應(yīng)力和反復(fù)冷卻加熱引起的熱應(yīng)力等是易引起這種應(yīng)力腐蝕開裂的根本原因。因此根據(jù)腐蝕液或者環(huán)境的化學(xué)，物理?xiàng)l件明顯不同，為發(fā)揮不銹鋼的耐蝕性，為有效地形成鈍化，至少需要 12%的 Cr，雖然對于像硝酸這樣的氧化性酸表現(xiàn)出良好的耐蝕性，但在還原性酸的情況下，易被腐蝕。 在不銹鋼中，還有用 Mn 置換 Ni 的 Cr MnNiN 系列，奧氏體 +鐵素體二相系不銹鋼。但是，這些缺點(diǎn)都可以通過添加 Ti、 Mo元素來改善。 不銹鋼通常在強(qiáng)氧化性的環(huán)境下，表現(xiàn)出強(qiáng)于貴金屬的耐蝕性，與其它金屬材料相比較，具有在大多數(shù)的腐蝕環(huán)境下易鈍化的特征。 不銹鋼主要分為馬氏體系、鐵素體系和奧氏體系，其中作為耐蝕性材料主要是鐵素體系和奧氏體系。本系鋼種的缺點(diǎn)與奧氏體系不銹鋼相比，表面耐腐蝕性差，易產(chǎn)生常溫切口脆性、 475℃脆性、 ?脆性、焊接脆性等等，而且一轉(zhuǎn)變?yōu)榇嗷癄顟B(tài)所有的耐蝕性就下降。前者是為了節(jié)省 Ni，而將一部分或全部的 Ni以 Mn和 N 來置換的鋼種；后者的二相系不銹鋼作為 S US329J1 最近已被標(biāo)準(zhǔn)化，此鋼種易鈍化，鈍化膜的穩(wěn)定性好，置于氯化物的環(huán)境中，在孔蝕、間隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂方面，表現(xiàn)出比含有 Mo 的奧氏體不銹鋼 S US 316 更加優(yōu)越的耐蝕性。然而，即使針對于還原性酸，也可以通過添加 Mo 或 C u，從而使鈍化膜明顯地被加強(qiáng)，耐蝕性上升。應(yīng)力腐蝕開裂的特征是在主應(yīng)力方向垂直發(fā)生，還有著以下的傾向：應(yīng)力小、腐蝕性弱時容易引起晶間開裂；應(yīng)力大、腐蝕性強(qiáng)時容易引起晶粒內(nèi)部開裂。尤其在溶液沸點(diǎn)或沸點(diǎn)附近更容易引起開裂，而且有時會在極短的時間內(nèi)開裂。加工程度一般在不太大的范圍內(nèi)，隨同加工程度的深化變得 3 容易開裂，但加工程度超過 10%時，反而也有難開裂的情況。 （ c）表面處理 在表面殘余應(yīng)力方面下工夫，使其變?yōu)閴嚎s應(yīng)力。圖 6 表示在氯化物溶液中的不銹鋼孔蝕性。 （ b）通電防蝕 用陰極防蝕法保持在比孔蝕電位低的電位。 這種 C r23C6 的析出與合金元素 的組合、熱處理 情況有著密切的 關(guān)系。本系鋼種的晶間腐蝕與含碳量、熱處理溫度以及時間有關(guān)。 如同碳一般涉及晶間腐蝕敏感性的還 有 Ni元素。 （ c）奧氏體不銹鋼用從固溶化熱處理溫度采 取急冷的方法。例如盡可能地避開使用對接接手，選擇插入式接手，并將高出的部分磨光滑；另外襯墊部位和襯墊避免使用吸濕性材質(zhì)，應(yīng)使用硅橡膠或聚四氟乙烯等，同時應(yīng)盡可能地避免與腐蝕液直接接觸。通過不同種金屬的接觸，會變成陽極還是陰極，只用元素的電動勢是無法決定的，而實(shí)際的腐蝕電位才是重要的因素。 （ 7）腐蝕疲勞 金屬材料處于動態(tài)負(fù)荷應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的組合條件下會引起腐蝕疲勞。 圖 10 在空氣和鹽霧中各種金 圖 11 對 N i— S i 鋼疲勞強(qiáng)度 屬材料的疲勞強(qiáng)度 周期的影響，常溫 12 大氣腐蝕 在大氣環(huán)境中，主要的腐蝕因素有從工業(yè)地帶排出的 SO 2 氣體、海鹽粒子、污塵等，這些因素再加上溫度、濕度、結(jié)露等的干濕交換作用就會對腐蝕作用起到影響。在全國（日本）不銹鋼裸露于船上，促使發(fā)銹的試驗(yàn)報告如表 圖 1 13 所示。從這個角度可以粗略地將實(shí)用化程度表示出來，如表 1。 （注） 1）含 C 量高的材料易引起焊接低溫開裂，需要預(yù)熱。 5）焊接部分晶粒粗大，容易變脆。硬化程度與鋼的含 C 量成比例（參照圖 1） ，含 C 量高的鋼易引起焊接開裂，并且鋼中的氫含量越高對開裂就越敏感。 （ c）熱影響區(qū)相應(yīng)的不容易開裂，但 有時也會引起焊縫根部開裂和絲束 開 圖 1 C 含量對 13Cr 系不銹鋼 裂，關(guān)于焊縫根部開裂較多的起因是 焊接部最高硬度的影響 由于在未焊接部引起的應(yīng)力集中，因此要注意熔入不足或有無缺陷的情況，這是非常重要的。焊接熱影響區(qū) 主要以鐵素體為主，馬氏體析出 量很少（但是 S UH446 是奧氏體） ※，因此不太會硬化，從而焊接 開裂比較難產(chǎn)生。無論如何要用本系鋼種時，焊絲使用奧氏體系焊絲（例如： 309 型號、 308 型號焊絲），盡可能地進(jìn)行低溫焊接，或者焊接后進(jìn)行約 600 ~800℃的后熱處理，改善其韌性。 本系鋼種晶間腐蝕的原因最近被 認(rèn)為與奧氏系鋼的情況相同，即由于 C rC 的晶界析出的原因。 為防止這樣的敏化狀態(tài)，比如 S US 430 的情況下，焊接后短時間加熱至 700 ~800℃就可以防止。關(guān)于這些方面在以下進(jìn)行個別說明。 這些高溫開裂被分為各種各樣的種類，在此對凝固開裂進(jìn)行敘述。 作為防止這種高溫開裂的方法有以下幾種： （ a） 熔敷金屬轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體單相組織時，容易開裂，因此使用至少含有數(shù)百分比鐵素體的焊棒、焊絲有很好的效果。 （ d）板厚比較厚的情況下，拘束越少越令人滿意，但薄板時由于受焊接過程中的變形，倒還不如拘束些更難開裂。經(jīng)過熔化熱處理后的母材（成品）即使在極低溫下也完全不會脆化。接下來也如同所了解的，脆化程度在不同鋼種以及熱處理狀態(tài)下是不一樣的，鐵素體越多越易脆化。 圖 5 氬弧焊焊縫的低溫沖擊性 16 （ 3）晶間腐蝕 在焊接的熱履歷里，由于加熱冷卻時會通過 500℃ 800℃碳化鉻的析出范圍，從而像含 C 量較多的 S US 30 30 30 31 30310S 等鋼種在其熱影響區(qū)域會析出 Cr 的碳化物，使晶間腐蝕變得敏感，也就是說容易引起所謂的 weld decay。還有，即使含 C 量較少的 S US30316 等也最好不要使用發(fā)熱量大的潛弧焊等。例如穩(wěn)定性不銹鋼靠近焊縫的熱影響區(qū)域，其被固定的 TiC、 NbC 在高溫下分解，固溶碳就相應(yīng)增多。焊接部位在焊接后存在著如圖 8 所示的殘余應(yīng)力。但是，也有其它現(xiàn)象，例如極薄板（比如 厚）在無拘束、受熱極小的條件下（等離子焊接），進(jìn)行焊接也會簡單地發(fā)生應(yīng)力腐蝕。 （ 5）異材焊接 不銹鋼與普碳鋼、低合金鋼焊接的情況很多，但是根據(jù)使用的焊棒，有時會引起焊接開裂，另外在使用過程中尤其是在高溫下使用，也有焊縫斷裂的現(xiàn)象。 圖 1 0 S h a f fle r 組織圖 19 （ b）異材焊接部位的性能 異材焊接部在常溫下使用基本上不成問題，但在高溫下使用時，容易引起下述的 問題。在高溫下被使用的鍋爐管的異材接手（例〈 347 型〉 +〈 2C r Mo 鋼〉）是前者現(xiàn)象的典例。這種情況，開裂通常容易在較弱的鐵素體側(cè)沿著焊接縫產(chǎn)生。使用于這種焊接的添加金屬叫做釬材，一般把熔融溫度在 450℃以上的叫做硬釬， 450℃以下的叫做軟釬進(jìn)行區(qū)分。 不銹鋼的釬焊因?yàn)槟覆淖陨碛兄韵碌奶卣?，所以比起普碳鋼等要?fù)雜。 但是，如果能考慮到不銹鋼的使用用途、選擇釬焊材以及助熔劑、決定作業(yè)方法的話，與普碳鋼的釬焊材相比，大概也沒什么難的。另外，特別是作為不銹鋼用材，如考慮到耐蝕性的不銹鋼，不含 Pb 的餐具，在市場上有許多。但是，表面的清潔（用鐵刷或砂紙打磨后再用酒精等清潔干凈）要充分地進(jìn)行。 （ b）馬氏體系不銹鋼由于有自硬化性，應(yīng)避免急冷急熱。 （ 4）釬焊部的腐蝕 不銹鋼和某種釬材的組合，由于電蝕和間隙腐蝕 會使釬焊部明顯腐蝕是眾所周知的。 表 5 推薦用于不銹鋼的銀蠟 圖 11 間隙對對焊接手強(qiáng)度的影響 圖 12 間隙對搭接焊接手強(qiáng)度的影響 加工性 31 壓力加工成形性 不銹鋼大體上分為 馬氏體系、鐵素體系、奧氏體系 3 種，而作為普通壓力加工成形的對象是鐵素體系和奧氏體系。在壓力 圖 1 深沖加工中板的應(yīng)力狀態(tài) 加工變形中會出現(xiàn)的問題是收縮變形（深沖成形）和延伸變形（ 脹形