鐵素體相的存在使雙(shuang)相(xiang)不銹鋼具有比單相奧氏體鋼低的晶間腐蝕傾向,其原因主要有:
1. 雙相鋼有較(jiao)細的晶(jing)粒組織(zhi),因而晶(jing)界(jie)長(chang)度增大,降低了晶(jing)界(jie)上析出的碳化物濃度。
2. 沿a/y相界析出M23C6型碳化物時,由于α相中的鉻含量較高,其在α相中的擴散速率較之在γ相中要快得多,有利于晶界附近化學成分的平衡,使鉻的濃度不至于降到允許的水平以下。
3. 在焊接時的高溫加熱過程中,發生各合金元素在各相之間的重新分配,使較多的碳進入a/γ相界的奧氏體內。
有學者曾對(dui)308(06Cr20Ni10)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)固溶(rong)處理和時效后(hou)的(de)(de)(de)晶間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)性進行了研(yan)究,結果表明,鋼(gang)中碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)首(shou)先沿(yan)a/γ晶界(jie)析出,碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)中的(de)(de)(de)鉻主要來(lai)自α相(xiang),由(you)于碳(tan)在(zai)鐵素(su)體中的(de)(de)(de)活度(du)系(xi)數高(gao),初析出的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)先耗(hao)盡(jin)α相(xiang)中的(de)(de)(de)碳(tan),然后(hou)取自y相(xiang)中的(de)(de)(de)碳(tan)使(shi)自身長大,造成(cheng)γ相(xiang)的(de)(de)(de)貧(pin)碳(tan),使(shi)其降至溶(rong)解度(du)的(de)(de)(de)極限值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),避免(mian)了碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)沿(yan)奧氏(shi)體晶界(jie)的(de)(de)(de)析出。還發現在(zai)給定的(de)(de)(de)碳(tan)含量(liang)下,該鋼(gang)有一個a/γ相(xiang)界(jie)含量(liang)和分布(bu)的(de)(de)(de)臨界(jie)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),高(gao)于此值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),鋼(gang)是免(mian)疫的(de)(de)(de),低于此值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),則(ze)對(dui)晶間(jian)腐蝕(shi)敏感(gan)。
022Cr22Ni5Mo3N鋼經1050℃固溶后,再在300~1000℃進行 20min的敏化加熱,采用65%HNO3法試驗,發現在600~700℃出現腐蝕速率的峰值。對應的是Cr2N、M23C6和x相的析出,將鉬含量提高至5%,峰值移至700℃,對應的是拉弗斯相Fe2Mo的析出,這些相的析出是鋼的晶間腐蝕的原因。
雙相不銹鋼在焊接和高溫加熱后有一定的晶間腐蝕敏感性。將雙相不銹鋼022Cr18Ni5Mo3Si2加熱至1200℃以上,α相晶粒急劇長大,y相數量迅速減少,至1300℃以上時已是單一粗大的α相,水冷后保留下來。1400℃保溫6秒水冷后,鐵素體晶界析出物的電子衍射分析表明,在α相晶界析出的是長約150nm、厚約30nm的M23C6型碳化物,其附近缺鉻。經1200℃保溫30min,再經水冷后測出M23C6型碳化物附近a/y相界兩側和α/α晶界兩側一定距離內的鉻含量,以鉻含量不大于12%為貧鉻判據。發現在γ相一側和α相一側分別產生了100nm和80nm的貧鉻區,貧鉻區的出現是由于富鉻的M23C6(含58.5%Cr)型碳化物析出的結果,這說明該鋼有一定程度的晶間腐蝕傾向。高溫敏化加熱后空冷,雖有M23C。型碳化物和y2沿α晶粒析出成網狀,但無晶間腐蝕傾向,晶界附近無貧鉻區。