浙江至德鋼業有限公司在對核級奧氏體不銹(xiu)鋼管焊接接頭性能分析過程中，發現晶間腐蝕試驗不合格，且發生晶間腐蝕開裂的位置為母材，通過分析發現導致母材晶間腐蝕不合格的原因可能是由于不合理的元素成分（過高的錳含量和過低的鎳含量）和不合理的熱處理制度導致了母材在敏化后微觀組織為奧氏體＋δ鐵素體＋σ相，從而使得晶間敏化時貧鉻更嚴重，同時針對該種情況給出了相應的預防措施。
18-8型奧氏(shi)體不銹鋼(gang)因其(qi)具有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)強度、塑形和良好的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性能在(zai)核電(dian)站中(zhong)(zhong)(zhong)廣泛(fan)應(ying)用，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)包括某(mou)些(xie)設備的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)部件(jian)以(yi)及(ji)需(xu)承擔耐高(gao)(gao)溫(wen)、耐腐(fu)蝕等而惡劣環境的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)系統管道。重要(yao)(yao)部件(jian)及(ji)管道用奧氏(shi)體不銹鋼(gang)在(zai)使(shi)用過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)需(xu)要(yao)(yao)復驗，同(tong)時在(zai)焊(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)還需(xu)要(yao)(yao)對焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行焊(han)接(jie)(jie)工藝評定，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)就包括進行晶間腐(fu)蝕試(shi)驗。由于晶間腐(fu)蝕對于奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)應(ying)用影(ying)響很大(da)，且其(qi)發(fa)生過(guo)程(cheng)不易覺察(cha)，所以(yi)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)晶間腐(fu)蝕現象(xiang)受到了(le)廣泛(fan)關注。
至德鋼(gang)(gang)(gang)業(ye)針對某一核(he)級奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)管在焊接(jie)實(shi)施前焊接(jie)工(gong)藝評(ping)定不合(he)格(ge)問題(ti)，進(jin)行了(le)包括化(hua)學成(cheng)分(fen)(fen)、力學性(xing)能(neng)、工(gong)藝性(xing)能(neng)、微觀組織、耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)等方面的(de)試驗，分(fen)(fen)析了(le)造成(cheng)工(gong)藝評(ping)定不合(he)格(ge)的(de)原(yuan)因(yin)(yin)主(zhu)要為(wei)晶間腐(fu)蝕(shi)試驗不合(he)格(ge)，并(bing)對造成(cheng)晶間腐(fu)蝕(shi)試驗不合(he)格(ge)的(de)原(yuan)因(yin)(yin)進(jin)行了(le)分(fen)(fen)析，并(bing)提出(chu)了(le)避免該種問題(ti)出(chu)現的(de)相關(guan)措施，從而為(wei)核(he)級奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)在核(he)電站中(zhong)的(de)廣泛應用提供一定的(de)理論(lun)基礎。
一、焊接接頭的制備與試驗(yan)方法
1. 焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)制(zhi)備
母材為(wei)Z2CN18.10，規格(ge)為(wei)Φ21.3mm×3.37mm，填(tian)充焊(han)絲為(wei)ER316L，規格(ge)為(wei)Φ2.0，焊(han)接(jie)工藝為(wei)惰性氣體保護鎢極電弧焊(han)（TIG）。對焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)進(jin)行無損檢(jian)(jian)測(ce)，包括目視檢(jian)(jian)測(ce)、滲(shen)透檢(jian)(jian)測(ce)和射線檢(jian)(jian)測(ce)，結果表(biao)明焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的表(biao)面缺(que)陷及(ji)內部缺(que)陷在(zai)采購規定(ding)的要求范圍之內。
2. 試驗方法及試驗結果
為了檢驗焊(han)接接頭是否(fou)滿足要(yao)求，從焊(han)接接頭上分(fen)別取樣(yang)進行化學成分(fen)分(fen)析、橫向(xiang)拉伸、彎曲(qu)、微觀組織、晶間腐(fu)蝕等試驗項(xiang)目，具(ju)體要(yao)求如下。
a. 化學成分
按(an)照GB/T 20066-2001的(de)規(gui)定(ding)從焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)上截取試樣，試驗(yan)方法按(an)照GB/T 11170-2008的(de)要(yao)求(qiu)在(zai)M5000直讀光譜(pu)儀進行。化學成(cheng)分分析結(jie)果(guo)如表所示(shi)，從表中可以(yi)看出測量(liang)值符合規(gui)范要(yao)求(qiu)，同時雜(za)質元(yuan)(yuan)素(su)銅、硼、氮、磷(lin)、硫等含(han)量(liang)較低(di)，這(zhe)可以(yi)保證焊(han)(han)(han)接(jie)質量(liang)的(de)可靠(kao)性；另外其中還(huan)含(han)有微量(liang)的(de)穩定(ding)化元(yuan)(yuan)素(su)鈮(ni)(ni)，元(yuan)(yuan)素(su)鈮(ni)(ni)的(de)存(cun)在(zai)是(shi)為(wei)了(le)(le)形(xing)成(cheng)碳化物，從而降低(di)基體(ti)(ti)(ti)中的(de)碳含(han)量(liang)，從而對于提(ti)高材料的(de)抗晶間腐(fu)蝕能力有益；另外根據(ju)Delong圖(tu)計算得(de)到δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)約為(wei)6％，符合規(gui)范要(yao)求(qiu)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)在(zai)5～15％的(de)要(yao)求(qiu)。焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)中一定(ding)量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)存(cun)在(zai)，是(shi)為(wei)了(le)(le)提(ti)高焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在(zai)凝固(gu)過程中的(de)強度，從而避(bi)免凝固(gu)收縮形(xing)成(cheng)的(de)張力將焊(han)(han)(han)縫撕裂。
b. 橫向拉伸(shen)
按照(zhao)GB/T 2651-2008的(de)(de)規(gui)定截取(qu)管接頭(tou)板(ban)狀試樣(yang)，其中試樣(yang)平行(xing)長度部(bu)分的(de)(de)寬(kuan)度為6mm，試驗設(she)備(bei)均為WAW-300液壓(ya)萬能試驗機。拉伸(shen)試驗結果表明(ming)焊(han)接接頭(tou)的(de)(de)抗拉強(qiang)度Rm為575MPa，滿足規(gui)范要求(qiu)的(de)(de)不低于490MPa的(de)(de)要求(qiu)，同時斷裂(lie)位置在焊(han)縫以外區域，這說明(ming)焊(han)接接頭(tou)強(qiang)度優于母材強(qiang)度。
c. 彎(wan)曲
根據GB/T 2653-2008的(de)(de)規(gui)定(ding)，截取橫向(xiang)彎(wan)曲試(shi)樣(yang)(yang)(yang)，其中(zhong)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)厚度(du)(du)為鋼管(guan)厚度(du)(du)（3.37mm），試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)寬度(du)(du)為8mm，試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)長(chang)度(du)(du)為100mm，且(qie)焊縫處于(yu)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)中(zhong)間位置(zhi)，試(shi)驗(yan)(yan)設備為WAW-300液壓(ya)萬能試(shi)驗(yan)(yan)機。截取4個(ge)橫向(xiang)彎(wan)曲試(shi)樣(yang)(yang)(yang)，其中(zhong)2個(ge)進行面彎(wan)試(shi)驗(yan)(yan)，2個(ge)進行背彎(wan)試(shi)驗(yan)(yan)，彎(wan)曲過程(cheng)所采用(yong)的(de)(de)圓形(xing)壓(ya)頭(tou)直徑為15mm，彎(wan)曲角(jiao)度(du)(du)為180°，試(shi)驗(yan)(yan)結果均(jun)未(wei)發現有(you)裂紋或其他缺陷產生(sheng)。
d. 微(wei)觀(guan)組織
從(cong)焊(han)接接頭上(shang)截取長度為30mm的(de)管段(duan)，沿(yan)縱截面監(jian)測焊(han)縫(feng)和焊(han)縫(feng)附近區域的(de)微(wei)觀組(zu)織，侵(qin)蝕劑為300mL HCl＋500gFeCl 3＋700mlH2O，侵(qin)蝕時(shi)間2秒，然后在CMM-40E金相顯(xian)微(wei)鏡上(shang)觀察不同區域的(de)微(wei)觀組(zu)織。
焊縫(feng)處的(de)(de)微觀組(zu)織(zhi)(zhi)如圖(tu)所示，可(ke)以(yi)看(kan)出存(cun)在明顯的(de)(de)兩種組(zu)織(zhi)(zhi)，根(gen)據表中的(de)(de)化學成分分析及Delong圖(tu)計(ji)算結(jie)果可(ke)知(zhi)，該組(zu)織(zhi)(zhi)主要為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)基體(ti)(ti)(ti)(ti)和沿奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)分布(bu)的(de)(de)枝狀鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，由于該鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)為直接(jie)從液相中析出，可(ke)以(yi)判斷(duan)出為δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，據此可(ke)以(yi)判斷(duan)得出焊縫(feng)處的(de)(de)組(zu)織(zhi)(zhi)為鑄態(tai)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)＋δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)。
焊縫附近熱影響區的(de)組(zu)織如(ru)圖所(suo)示(shi)，可以看出該區域的(de)組(zu)織結(jie)構和(he)焊縫的(de)鑄態組(zu)織明(ming)顯不同(tong)(tong)，出現了經加(jia)工和(he)熱處(chu)理后由(you)于(yu)材料發生再結(jie)晶(jing)(jing)(jing)而存在的(de)明(ming)顯晶(jing)(jing)(jing)界，同(tong)(tong)時晶(jing)(jing)(jing)內出現了異與基體的(de)其他(ta)組(zu)織，且存在一定(ding)數量的(de)孿晶(jing)(jing)(jing)。
另(ling)外，母材區域的(de)微觀組(zu)織(zhi)(zhi)如圖所(suo)示，根據(ju)張文華的(de)研究(jiu)，鉻－鎳(nie)型(xing)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼在(zai)1100～1300℃固(gu)溶處理過(guo)程(cheng)后(hou)，其δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)隨著固(gu)溶溫度的(de)升高而增加，根據(ju)F-2A型(xing)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)儀測母材的(de)微觀組(zu)織(zhi)(zhi)中除了奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)外，還(huan)包(bao)括7.3％的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，據(ju)此(ci)推測此(ci)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)應(ying)為δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)；除δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)，還(huan)可(ke)以觀測得知在(zai)部分(fen)晶界存在(zai)碳化物析出(chu)(chu)；同時對δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)析出(chu)(chu)區域放大倍數進(jin)一步進(jin)行觀察，如圖所(suo)示，可(ke)以看出(chu)(chu)在(zai)條(tiao)形δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)周(zhou)圍存在(zai)其它塊狀析出(chu)(chu)相(xiang)(xiang)(xiang)，利(li)用平衡(heng)相(xiang)(xiang)(xiang)圖計算結果及相(xiang)(xiang)(xiang)關研究(jiu)，可(ke)分(fen)析得知該析出(chu)(chu)相(xiang)(xiang)(xiang)為σ相(xiang)(xiang)(xiang)。
e. 晶間腐蝕
晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)按(an)照GB／T4334.5-2000的規定進(jin)行，試(shi)(shi)樣(yang)長度(du)為(wei)100mm，寬為(wei)20mm的厚(hou)度(du)為(wei)管材壁厚(hou)的條(tiao)形(xing)試(shi)(shi)樣(yang)；晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕前應(ying)對試(shi)(shi)樣(yang)進(jin)行敏化，敏化溫(wen)度(du)為(wei)650℃，敏化保溫(wen)時間(jian)(jian)為(wei)2小(xiao)時，保溫(wen)后在(zai)空氣中冷卻(que)；晶界腐(fu)(fu)蝕試(shi)(shi)驗(yan)(yan)的腐(fu)(fu)蝕介質是(shi)按(an)照該標準要求配置的硫酸(suan)(suan)－硫酸(suan)(suan)銅溶液；試(shi)(shi)驗(yan)(yan)完成(cheng)后，取出試(shi)(shi)樣(yang)，洗凈、干(gan)燥(zao)、并(bing)進(jin)行聲響(xiang)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)和彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)，彎(wan)曲(qu)(qu)角度(du)為(wei)180°。試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果發現，在(zai)靠近焊(han)縫(feng)熱影響(xiang)區(qu)(qu)的母材區(qu)(qu)域存在(zai)裂紋，而焊(han)縫(feng)區(qu)(qu)域無裂紋，這表明母材的晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕結果不合格。
f. 母材性能
根(gen)據(ju)母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)質(zhi)量證(zheng)明文件，可知母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)化學成分，具體(ti)如表(biao)所(suo)示。根(gen)據(ju)表(biao)的(de)(de)(de)結(jie)果可以看(kan)出，錳含(han)量接近上限(xian)，鎳含(han)量接近下(xia)限(xian)，且根(gen)據(ju)Delong圖計算(suan)得(de)到母(mu)材(cai)(cai)中的(de)(de)(de)δ鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量約為(wei)8％。同(tong)時，母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)拉伸性能結(jie)果表(biao)明其(qi)室溫(wen)抗拉強度為(wei)575MPa，滿足(zu)采購技術(shu)規格(ge)書中不低于490MPa的(de)(de)(de)要求；屈服強度為(wei)260MPa，滿足(zu)采購技術(shu)規格(ge)書中不低于175MPa的(de)(de)(de)要求。
二(er)、分析討論
根據對焊(han)接接頭的(de)(de)(de)(de)化學成分、力學性能、彎(wan)曲(qu)、微觀組織(zhi)、晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)結果，可以看出(chu)該焊(han)接接頭是(shi)不符合要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)，主要(yao)(yao)原因(yin)是(shi)由(you)于母材(cai)區域在(zai)(zai)晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)彎(wan)曲(qu)檢測中(zhong)出(chu)現(xian)開(kai)裂(lie)造成的(de)(de)(de)(de)。對于奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼而言，晶間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原因(yin)是(shi)因(yin)為不銹(xiu)(xiu)鋼在(zai)(zai)熱處理過(guo)程中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)了“敏化”，即沿晶界(jie)析出(chu)M23C6碳化物（其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)M主要(yao)(yao)指鉻(ge)和鐵），導致晶界(jie)附(fu)近(jin)(jin)貧鉻(ge)，同(tong)時遠離晶界(jie)基體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)在(zai)(zai)短時間(jian)無(wu)法(fa)擴散到晶界(jie)，使(shi)得晶界(jie)附(fu)近(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量低于材(cai)料(liao)發(fa)(fa)生(sheng)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)所要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)最低值，從而導致在(zai)(zai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)溶液中(zhong)晶界(jie)位置優先被侵蝕(shi)，最后導致材(cai)料(liao)失效。
研究(jiu)表(biao)明(ming)，在奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)一定含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)δ鐵體(ti)(ti)有助于提(ti)高(gao)合金(jin)的(de)(de)(de)抗晶間腐(fu)蝕(shi)性能(neng)，這主(zhu)要是由于δ鐵素(su)體(ti)(ti)與奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)能(neng)比奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)晶界(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)能(neng)低(di)，使得(de)(de)M23C6碳化(hua)(hua)物(wu)優先在δ鐵素(su)體(ti)(ti)與奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)上析(xi)出；同時(shi)該相(xiang)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)存在相(xiang)當(dang)于增加了碳化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)(de)析(xi)出區域面(mian)(mian)積，使得(de)(de)單位(wei)面(mian)(mian)積上的(de)(de)(de)碳化(hua)(hua)物(wu)濃度降低(di)，從而使得(de)(de)材料發生“敏化(hua)(hua)”晶界(jie)(jie)(jie)附近區域鉻含量(liang)(liang)也不至(zhi)于過低(di)，從而減少材料形(xing)成晶間腐(fu)蝕(shi)敏感性。另外，如(ru)果奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)錳過高(gao)，鎳含量(liang)(liang)較(jiao)(jiao)低(di)時(shi)則(ze)容易形(xing)成σ相(xiang)。σ相(xiang)是一種(zhong)含有較(jiao)(jiao)高(gao)鉻含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)Cr-Fe金(jin)屬(shu)間化(hua)(hua)合物(wu)，當(dang)其沿晶界(jie)(jie)(jie)析(xi)出時(shi)，同時(shi)將使晶界(jie)(jie)(jie)周圍形(xing)成貧鉻區，從而使得(de)(de)材料的(de)(de)(de)晶間腐(fu)蝕(shi)更敏感。
根據對焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭和母(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)分析(xi)(xi)，可以得知(zhi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)終(zhong)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)，且焊(han)縫(feng)為鑄態組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，因此根據最(zui)終(zhong)金相(xiang)(xiang)檢查的(de)(de)(de)(de)(de)分析(xi)(xi)結果可以得知(zhi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭在焊(han)接(jie)(jie)(jie)完成(cheng)后(hou)沒有(you)發(fa)生明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)敏化(hua)(hua)；母(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)＋σ相(xiang)(xiang)，同(tong)(tong)時(shi)在某(mou)些(xie)晶界(jie)(jie)部分發(fa)現有(you)碳化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)；由(you)于富鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)在靠(kao)近(jin)δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)區域(yu)(yu)(yu)析(xi)(xi)出(chu)，這(zhe)將使得奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)降低，另外(wai)某(mou)些(xie)晶界(jie)(jie)存在碳化(hua)(hua)物析(xi)(xi)出(chu)，這(zhe)就使得晶界(jie)(jie)附近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更為嚴重。根據化(hua)(hua)學成(cheng)分結果可知(zhi)焊(han)縫(feng)區域(yu)(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)δ鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含量(liang)要高(gao)于母(mu)材，同(tong)(tong)時(shi)焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)鑄態組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)由(you)于無明顯(xian)晶界(jie)(jie)也無明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)敏化(hua)(hua)現象(xiang)，導致焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭在敏化(hua)(hua)時(shi)未發(fa)生開裂；而母(mu)材由(you)于即(ji)在基體(ti)(ti)中存在σ相(xiang)(xiang)析(xi)(xi)出(chu)，導致基體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)降低，同(tong)(tong)時(shi)某(mou)些(xie)晶界(jie)(jie)存在碳化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)，導致晶界(jie)(jie)區域(yu)(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更為嚴重，最(zui)終(zhong)使得母(mu)材在相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環境中發(fa)生晶間腐(fu)蝕(shi)開裂。
對于(yu)(yu)18/8型奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼，一(yi)般在(zai)交貨前均要求進(jin)行最終固(gu)溶熱處理(li)，固(gu)溶熱處理(li)溫度為(wei)(wei)1050～1150℃，保溫時(shi)間約(yue)為(wei)(wei)10min，該(gai)熱處理(li)將會保證該(gai)類(lei)型奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)體＋δ鐵(tie)素體組(zu)織(zhi)，只不(bu)過由(you)于(yu)(yu)δ鐵(tie)素體的(de)(de)(de)含(han)(han)量很少(shao)，不(bu)易被覺察到因此一(yi)般被認為(wei)(wei)是(shi)單一(yi)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體基(ji)體組(zu)織(zhi)。另外，當18/8型奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)錳(meng)(meng)和氮時(shi)，在(zai)500℃～900℃長時(shi)間加熱，則σ相(xiang)(xiang)形成(cheng)傾(qing)向(xiang)就會比較(jiao)強烈。對于(yu)(yu)本文中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)該(gai)種(zhong)焊接(jie)接(jie)頭，由(you)于(yu)(yu)在(zai)晶界試驗中(zhong)需要對試樣進(jin)行敏化(hua)，而敏化(hua)過程(cheng)溫度正處于(yu)(yu)σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)溫度范圍，同時(shi)在(zai)母材中(zhong)錳(meng)(meng)含(han)(han)量處于(yu)(yu)上限(xian)、鎳(nie)(nie)(nie)含(han)(han)量處于(yu)(yu)下限(xian)，從(cong)而對于(yu)(yu)σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)形成(cheng)較(jiao)為(wei)(wei)有(you)利。而對于(yu)(yu)焊接(jie)接(jie)頭，由(you)于(yu)(yu)熔覆金屬的(de)(de)(de)錳(meng)(meng)含(han)(han)量為(wei)(wei)1.60％，鎳(nie)(nie)(nie)含(han)(han)量為(wei)(wei)12.09％，相(xiang)(xiang)對于(yu)(yu)母材中(zhong)的(de)(de)(de)錳(meng)(meng)含(han)(han)量為(wei)(wei)1.904％，鎳(nie)(nie)(nie)含(han)(han)量為(wei)(wei)9.348％具(ju)有(you)較(jiao)低的(de)(de)(de)錳(meng)(meng)和較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)(nie)，且δ鐵(tie)素體也更少(shao)，從(cong)而導致(zhi)了在(zai)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)敏化(hua)條件下焊縫區域沒有(you)σ相(xiang)(xiang)產生。另外，由(you)于(yu)(yu)鉻(ge)是(shi)鐵(tie)素體形成(cheng)元素，鎳(nie)(nie)(nie)是(shi)奧氏(shi)(shi)體形成(cheng)元素，因此δ鐵(tie)素體中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)含(han)(han)量要明顯高(gao)于(yu)(yu)奧氏(shi)(shi)體中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)，則δ鐵(tie)素體中(zhong)將更容易析(xi)出(chu)富鉻(ge)的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)，這也與圖中(zhong)的(de)(de)(de)金相(xiang)(xiang)檢查(cha)結果相(xiang)(xiang)吻合。
綜(zong)上分析(xi)(xi)(xi)可知，由(you)于母材(cai)中的(de)(de)錳(meng)含量(liang)較高、鎳含量(liang)較低(di)，導致其(qi)在(zai)晶間腐蝕(shi)試驗的(de)(de)敏化(hua)(hua)過(guo)程中形成了奧氏體(ti)＋δ鐵(tie)素體(ti)＋σ相的(de)(de)微觀組織，且同(tong)時沿晶界(jie)存在(zai)碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)析(xi)(xi)(xi)出(chu)，這導致了晶間腐蝕(shi)試驗不合格；而焊接接頭中由(you)于僅(jin)存在(zai)δ鐵(tie)素體(ti)，無σ相和碳化(hua)(hua)物(wu)(wu)析(xi)(xi)(xi)出(chu)，而單一的(de)(de)δ鐵(tie)素體(ti)對于奧氏體(ti)不銹鋼抗晶間腐蝕(shi)是(shi)有益的(de)(de)，從而其(qi)在(zai)晶間腐蝕(shi)試驗過(guo)程中未發現有裂紋。
三(san)、結論及建(jian)議
1. 導致焊接(jie)接(jie)頭(tou)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)試驗不(bu)合(he)格的(de)主要(yao)部位在(zai)母(mu)材(cai)區域，而導致母(mu)材(cai)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)試驗不(bu)合(he)格的(de)原因是由于不(bu)合(he)理(li)的(de)元(yuan)素成分（過高的(de)錳含(han)量和過低(di)的(de)鎳含(han)量）導致在(zai)敏化后(hou)母(mu)材(cai)的(de)微觀組織為奧氏(shi)體＋δ鐵素體＋σ相，從而導致母(mu)材(cai)的(de)抗晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)性能降(jiang)低(di)；
2. 建議在奧(ao)氏體不銹鋼制(zhi)造過程中鎳含量應取中間(jian)值(zhi)范圍(wei)，錳含量取較(jiao)低值(zhi)。
