P. Si、B等雜質(zhì)元素沿晶界偏析引起的非敏化晶間腐蝕只是晶界與晶體間形成化學(xué)濃度差而引起的簡單電化學(xué)腐蝕過程,或者是偏析導(dǎo)致的晶界耐蝕性下降,或者還有其他因素,需要進(jìn)一步探討。
在不銹鋼可能產(chǎn)生晶間腐蝕的區(qū)域,是否發(fā)生晶間腐蝕以及腐蝕的程度是由鋼熱處理系統(tǒng)對(duì)晶間腐蝕的敏感性決定的,即取決于加熱的程度、時(shí)間和冷卻速度。在750℃以上,析出不連續(xù)顆粒,Cr容易擴(kuò)散,不發(fā)生晶間腐蝕。在600 ~ 700℃時(shí),網(wǎng)狀Cr23C6析出,晶間腐蝕最為嚴(yán)重。在600℃以下,Cr和C擴(kuò)散緩慢,形成碳化物的時(shí)間較長,腐蝕減弱。450℃以下:難以晶間腐蝕。
將1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼加熱到1050 ~ 1150℃,固溶碳的固溶度為0.10 ~ 0.15%,然后淬火。經(jīng)固溶處理的1Cr18Ni9鋼是一種碳過飽和體,不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕。在700 ~ 800℃的溫度范圍內(nèi),碳的固溶體不超過0.02%,過飽和碳將從奧氏體中完全或部分析出。這時(shí),碳會(huì)擴(kuò)散到晶界和結(jié)合鐵和鉻在晶界形成硬質(zhì)合金Cr23C6鉻含量高、消耗鉻在晶界面積,和鉻粒內(nèi)擴(kuò)散速度慢得多比在晶界,在晶界區(qū)消耗的鉻沒有時(shí)間補(bǔ)充,因此在晶界區(qū)形成鉻貧區(qū)。對(duì)于不銹鋼來說,由于晶界鈍化狀態(tài)的破壞,晶界上析出的碳化鉻周圍的貧鉻區(qū)成為陽極區(qū),而碳化鉻和晶粒處于鈍化狀態(tài)成為陰極區(qū)。在腐蝕介質(zhì)中,晶界和晶粒形成活化的鈍化微胞。電池陰極大,陽極面積比小,加速了晶界區(qū)域的腐蝕。
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)。