【正文】 體 不 是 穩(wěn) 定 的 ， 在 敏 化 處 理 溫 度 （ 450~850） ℃ 再 加 熱 時(shí) ， 碳 化 物 沿 晶粒 間 界 優(yōu) 先 析 出 ， 奧 氏 體 不 銹 鋼 產(chǎn) 生 晶 間 腐 蝕 趨 勢 。 當(dāng) 溫 度 高 于 730℃時(shí) ， 晶 間 的 碳 化 鉻 是 孤 立 的 顆 粒 ， 晶 間 腐 蝕 趨 勢 小 ； 低 于 650℃ 時(shí) ， 晶間 的 碳 化 鉻 在 晶 界 面 上 形 成 連 續(xù) 的 片 狀 ， 晶 間 腐 蝕 趨 勢 增 大 。 沉 淀 引 起 的 晶 間 腐 蝕 超 低 碳 不 銹 鋼 晶 間 腐 蝕 ， 是 由 于 243。 相 （ FeCr 的 金 屬 間 化 合 物 ）在 晶 界 的 析 出 ， 引 起 晶 界 區(qū) 域 貧 鉻 ， 導(dǎo) 致 產(chǎn) 生 晶 間 腐 蝕 ， 由 于 243。 相 比 γ相 耐 腐 蝕 ， 在 強(qiáng) 氧 化 還 原 電 位 下 ， 243。 相 產(chǎn) 生 選 擇 性 的 晶 間 腐 蝕 。 沉 淀 引 起 的 晶 間 腐 蝕 不 銹 鋼 中 含 有 一 定 量 的 M 元 素 ， 在 500~900℃ 范 圍 內(nèi) 加 熱 ， 同 時(shí) 在. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手氧 化 介 質(zhì) 中 工 作 ， 融 合 線 區(qū) 會(huì) 出 現(xiàn) 沿 境 界 的 腐 蝕 。 在 融 化 焊 接 時(shí) ， 這 個(gè) 部位 要 加 熱 到 固 相 線 附 近 的 高 溫 ， 不 僅 M23C6完 全 溶 解 ， 第 2 次 加 熱 時(shí) ，TiC 、 NbC 也 全 部 溶 解 ， 這 些 碳 化 物 都 會(huì) 沉 淀 ， 并 且 沿 晶 界 進(jìn) 行 。 在 緩 慢冷 卻 過 程 中 ， 溶 解 后 的 M23C6以 樹 枝 狀 形 態(tài) 的 MC 沉 淀 ， 在 氧 化 介 質(zhì) 中 ，MC 可 以 被 溶 解 而 導(dǎo) 致 刀 線 腐 蝕 。 附 沉 淀 引 起 的 晶 間 腐 蝕 不 銹 鋼 中 含 有 少 量 的 雜 質(zhì) 磷 ， 磷 在 晶 界 面 產(chǎn) 生 吸 附 ， 與 晶 界 交 互作 用 ， 晶 界 處 部 分 球 狀 碳 化 物 受 侵 蝕 。 在 900~1000℃ ， 晶 界 有 少 量 的 球狀 碳 化 物 受 侵 蝕 ， 溫 度 越 高 ， 吸 附 越 小 ， 在 鋼 的 熔 點(diǎn) （ 1458~1470℃ ） 吸附 消 失 。 因 此 在 亞 溫 相 P 到 熔 點(diǎn) 完 全 溶 解 。（三）影響晶間腐蝕的因素 1． 加 熱 溫 度 和 加 熱 時(shí) 間當(dāng) 加 熱 溫 度 小 于 450℃或大于 850℃時(shí) ， 不 會(huì) 發(fā) 生 晶 間 腐 蝕 。 因 為 由于 450℃時(shí)，溫度較低不會(huì)形成碳化鉻化合物。而在溫度超過 850℃時(shí)，晶粒內(nèi)的鉻擴(kuò)散能力大大加強(qiáng)，有足夠的鉻擴(kuò)散到晶界和碳結(jié)合，不會(huì)形成貧鉻區(qū)。所以產(chǎn)生的晶 間 腐 蝕 的 加 熱 溫 度 一 般 是 在 450℃至 850℃之間，稱為產(chǎn)生晶 間 腐 蝕 的 “危 險(xiǎn) 溫 度 區(qū) ”。 其 中 尤 其 以 650℃為最危險(xiǎn)。焊接時(shí)，熱影響區(qū)中處于危險(xiǎn)溫度區(qū)的地帶最易產(chǎn)生晶 間 腐 蝕 。 因 此 ， 在 450℃至850℃的溫度區(qū)間加熱時(shí)間越長，產(chǎn)生晶間腐蝕的危險(xiǎn)性越大，如 450℃至850℃間的冷卻速度越大，則產(chǎn)生晶間腐蝕的可能性就越小。如下圖 7 所示： . . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手 圖 7 加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)晶間腐蝕的影響 2． 鋼 中 的 含 碳 量隨 奧 氏 體 不 銹 鋼 中 含 碳 量 的 增 加 ， 在 晶 間 形 成 貧 鉻 區(qū) 的 機(jī) 會(huì) 就 增 加 ，導(dǎo) 致 產(chǎn) 生 晶 間 腐 蝕 的 傾 向 也 越 大 。 所 以 碳 是 晶 間 腐 蝕 最 有 害 的 元 素 。 奧 氏 體 不 銹 鋼 據(jù) 含 碳 量 分 ： 一 般 含 碳 量 （ =％ ） ,低 碳 級(jí)（ =%） 和 超 低 碳 級(jí) （ =%） 。 室 溫 時(shí) 奧 氏 體 鋼 中 能 溶 解 的 最 大含 碳 量 是 ～ ％ ， 所 以 超 低 碳 奧 氏 體 不 銹 鋼 實(shí) 際 是 不 會(huì) 產(chǎn) 生 晶 間腐 蝕 的 ， 是 一 種 優(yōu) 良 品 種 的 不 銹 鋼 。 3． 金 相 組 織 的 影 響不 銹 鋼 的 金 相 組 織 如 果 是 單 相 奧 氏 體 ， 則 其 抗 晶 間 腐 蝕 能 力 較 差 ，如 果 組 織 中 有 鐵 素 體 存 在 ， 形 成 奧 氏 體 加 鐵 素 體 的 雙 相 組 織 ， 則 會(huì) 大 大 提高 其 抗 晶 間 腐 蝕 能 力 。 雙 相 組 織 對(duì) 抗 晶 間 腐 蝕 有 利 作 用 如 下 圖 8 所 示 ：圖 8 雙 相 組 織 對(duì) 抗 晶 間 腐 蝕因 為 鉻 在 鐵 素 體 中 的 擴(kuò) 散 速 度 快 ， 碳 化 鉻 在 鐵 素 體 內(nèi) 部 及 其 附 近 析 出 ，減 輕 了 奧 氏 晶 間 貧 鉻 現(xiàn) 象 。 同 時(shí) 鐵 素 體 分 隔 了 奧 氏 體 晶 粒 之 間 的 連 續(xù) 晶 界 ，使 之 不 產(chǎn) 生 連 續(xù) 的 晶 間 貧 鉻 區(qū) ， 因 而 提 高 了 抗 晶 間 腐 蝕 的 能 力 。 但 是 奧 氏體 不 銹 鋼 中 的 組 織 中 鐵 素 體 含 量 不 能 太 多 ， 否 則 易 引 起 焊 接 接 頭 的 脆 化 現(xiàn)象 。 處 理 工 藝 的 影 響通 過 熱 處 理 可 消 除 貧 鉻 區(qū) ， 穩(wěn) 定 金 屬 組 織 ， 可 有 效 的 減 少 晶 間 腐 蝕 的產(chǎn) 生 。 他 元 素 的 影 響如 在 不 銹 鋼 中 加 入 鈦 、 鈮 等 與 碳 的 結(jié) 合 能 力 比 鉻 更 強(qiáng) 的 元 素 ， 能 夠 與. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手碳 結(jié) 合 成 穩(wěn) 定 的 碳 化 物 ， 可 以 避 免 在 奧 氏 體 中 形 成 貧 鉻 區(qū) ， 這 些 元 素 稱 為穩(wěn) 定 劑 ， 并 且 鈦 和 鈮 還 是 形 成 鐵 素 體 的 元 素 ， 加 入 后 會(huì) 促 使 形 成 雙 相 組 織 。所 以 ， 通 過 添 加 這 些 元 素 可 以 減 少 晶 間 腐 蝕 的 產(chǎn) 生 。（四）防止晶間腐蝕的措施 金 措 施（ 1） 控 制 含 碳 量 在 ％ 以 下 因 為 含 碳 量 在 ％ 以 下 時(shí) ， 能 夠 析 出 的 碳 的 數(shù) 量 較 少 ， 在 ％以 上 時(shí) ， 能 夠 析 出 的 碳 的 數(shù) 量 迅 速 增 加 。 降低含碳量。當(dāng)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 %以下時(shí)，即使在 700℃較長時(shí)間回火也不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。（ 2） 使 焊 縫 金 屬 具 有 奧 氏 體 鐵 素 體 雙 相 組 織 ， 起 鐵 素 日 的 體 積 分 數(shù)應(yīng) 超 過 4%~12%。 在 此 范 圍 內(nèi) ， 不 僅 能 提 高 焊 縫 經(jīng) 書 抗 晶 間 腐 蝕 的 呢 公 里和 抗 應(yīng) 力 腐 蝕 的 能 力 ， 同 時(shí) 還 能 提 高 焊 縫 金 屬 抗 熱 裂 紋 的 能 力 。 在焊縫中加入鐵素體形成元素如鉻，硅，鋁，鉬以形成奧氏體加鐵素體的雙相組織。采用鐵素體和奧氏體雙相鋼有利于抗晶間腐蝕。鉻 在 鐵 素 體 中 的 擴(kuò) 散 速 度比 奧 氏 體 快 ， 碳 化 鉻 就 在 鐵 素 體 內(nèi) 部 及 附 近 析 出 ， 減 輕 了 奧 氏 體 晶 界 的 貧鉻 現(xiàn) 象 。 因此，在敏化溫度受熱時(shí)，不產(chǎn)生晶間腐蝕。一般控制焊縫中鐵素體含量為 5～10％，如鐵素體過多，也會(huì)使焊縫變脆。（ 3） 在 焊 縫 金 屬 中 滲 入 比 鉻 更 容 易 與 碳 結(jié) 合 的 穩(wěn) 定 化 學(xué) 元 素 ， 如 鈦 、鈮 、 鉭 等 。 由 于 鈦 能 充 分 地 將 碳 化 鉻 置 換 出 來 ， 消 除 了 晶 界 的 貧 鉻 地 帶 ，從 而 改 善 了 抗 腐 蝕 性 。（ 4） 超 低 碳 有 利 于 防 止 晶 間 腐 蝕 ， 最 大 限 度 地 降 低 碳 在 焊 縫 金 屬 中的 含 量 ， 達(dá) 到 低 于 碳 在 不 銹 鋼 中 室 溫 通 解 極 限 值 以 下 ， 使 碳 不 可 能 與 鉻 生成 C r23C6 , 從 根 本 上 消 除 晶 界 的 貧 鉻 區(qū) 。 碳 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 在 焊 縫 金 屬 中小 于 %時(shí) ， 就 能 提 高 焊 縫 金 屬 的 抗 晶 間 腐 蝕 的 目 的 。 藝 措 施（ 1） 首 先 要 選 用 一 種 合 適 的 焊 接 方 法 ， 即 熱 輸 入 最 小 ， 讓 焊 接 接 頭盡 可 能 地 縮 短 在 敏 化 溫 度 區(qū) 間 段 的 停 留 時(shí) 間 。 對(duì) 于 薄 件 、 小 型 規(guī) 模 的 焊 接接 頭 ， 應(yīng) 選 用 能 量 集 中 的 真 空 電 子 束 焊 、 等 離 子 弧 焊 、 鎢 極 氬 弧 焊 ； 對(duì) 于. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手中 等 厚 度 板 材 的 焊 縫 ， 可 采 用 融 化 極 氣 體 保 護(hù) 焊 來 施 焊 ； 而 大 兜 肚 板 材 的焊 接 選 用 埋 弧 焊 、 焊 條 電 弧 焊 為 常 用 的 焊 接 方 法 ， 氣 焊 不 宜 采 用 。（ 2） 焊 接 參 數(shù) 的 制 定 在 保 證 焊 縫 質(zhì) 量 的 前 提 下 ， 采 用 小 的 焊 接 電 流 、最 快 的 焊 接 速 度 。（ 3） 操 作 方 面 盡 量 采 用 窄 焊 縫 、 多 道 多 層 焊 ， 每 一 道 焊 縫 或 每 一 層焊 縫 后 ， 要 等 焊 接 處 冷 卻 至 室 溫 再 進(jìn) 行 下 一 道 或 下 一 層 的 焊 接 操 作 ； 在 施焊 過 程 中 ， 不 允 許 焊 接 材 料 在 熔 池 中 擺 動(dòng) ； 焊 接 管 子 采 用 氬 弧 焊 打 底 時(shí) ，可 以 不 加 填 充 材 料 進(jìn) 熔 焊 ， 在 可 能 的 條 件 下 ， 管 內(nèi) 通 氬 七 保 護(hù) ， 其 作 用 是保 護(hù) 熔 池 不 易 被 氧 化 、 加 快 焊 縫 的 冷 卻 速 度 、 有 利 于 背 面 焊 縫 的 成 形 。 對(duì)于 接 觸 副 食 介 質(zhì) 的 焊 縫 ， 在 有 條 件 的 情 況 下 一 定 要 最 后 施 焊 ， 以 減 少 接 觸介 質(zhì) 焊 縫 的 受 熱 次 數(shù) 。（ 4） 加快冷卻速度 因?yàn)閵W氏體鋼不會(huì)產(chǎn)生淬硬現(xiàn)象，所以可在焊接過程中提高其冷卻速度?？梢栽诤附雍笾苯影押附咏宇^放入水中冷卻，或直接澆水以提高其冷卻速度，以達(dá)到減少貧鉻區(qū)形成的機(jī)會(huì)，從而起到提高抗晶間腐蝕的作用。焊接工藝上，可采用小電流，大焊速，短弧多道焊等措施，以縮短焊接接頭在危險(xiǎn)溫度區(qū)停留時(shí)間。（ 5） 添加穩(wěn)定劑 即在鋼材和焊接材料中加入比鉻與碳親和力更強(qiáng)的元素。對(duì)含鈦 Ti、鈮 Nb 元素的 188 不銹鋼，在高溫下使用時(shí)，要經(jīng)過穩(wěn)定化處理。即在常規(guī)的固溶處理后，還要在 850900℃保溫 14 小時(shí)，然后空冷至室溫，以充分生成 TiC 及 NbC。常用的不銹鋼材和焊接材料都含有鈦和鈮。如1Cr18Ni9Ti, H0Cr19Ni9Ti 等。（ 6） 固 溶 處 理 或 穩(wěn) 定 化 處 理 固 溶 處 理 是 把 房 加 熱 到 單 一 奧 氏 體 區(qū) （ 1050~1150℃ ） ， 得 到 成 分 均勻 的 單 相 奧 氏 體 具 有 最 低 的 強(qiáng) 度 和 硬 度 、 最 好 的 耐 蝕 性 ， 是 防 止 晶 間 副 食的 重 要 手 段 。 出 現(xiàn) 敏 化 現(xiàn) 象 的 奧 氏 體 不 銹 鋼 可 再 次 用 固 溶 處 理 消 除 。 穩(wěn) 定化 處 理 是 針 對(duì) 含 穩(wěn) 定 劑 的 奧 氏 體 不 朽 放 而 設(shè) 計(jì) 的 一 種 熱 處 理 工 藝 。 奧 氏 體. . . .. . 學(xué)習(xí)好幫手不 朽 放 中 加 穩(wěn) 定 劑 （ Ti 或 Nb） 的 目 的 是 讓 鋼 中 的 碳 與 Ti 或 Nb 形 成 穩(wěn) 定的 TiC 或 NbC， 而 不 形 成 Cr23C6， 從 而 防 止 晶 間 腐 蝕 。 穩(wěn) 定 化 處 理 加 熱溫 度 膏 腴 Cr23C6 的 溶 解 溫 度 ， 低 于 TiC 或 NbC 的 溶 解 溫 度 ， 一 般 在850~900℃ ， 并 保 溫 2~4 小 時(shí) 。 穩(wěn) 定 化 處 理 也 可 用 于 消 除 因 敏 化 加 熱 而 產(chǎn)生 的 晶 間 腐 蝕 傾 向 。方法是在焊接后把焊接接頭加熱到 1050～1100℃，此時(shí)碳又重新深入奧氏體中，然后迅速冷卻，穩(wěn)定了奧氏體組織。另外也可以進(jìn)行850～950℃保溫 2 小時(shí)的穩(wěn)定化熱處理，此時(shí)奧氏體晶粒內(nèi)部的鉻逐步擴(kuò)散到晶界，晶界處的含鉻量又重新恢復(fù)到大于 12％，這樣就不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。固溶處理能使碳化物不析出或少析出。但對(duì)含 Ti、Nb 的不銹鋼還要進(jìn)行穩(wěn)定化處理。四、奧氏體不銹鋼焊縫熱影響區(qū)的組織