晶间腐蚀，金属材料的头号大敌

不少研究金属工艺的朋友们都听过“晶间腐蚀”。何为“晶间腐蚀”呢？顾名思义，即是沿着金属晶粒间的分界面产生的腐蚀，属于金属的一种局部腐蚀现象。其根本原因是由于各晶粒之间的接触面和晶粒内部间物质成分的不同，或是晶粒之间的杂质或内应力的存在。

晶间腐蚀破坏各个晶粒之间的结合，金属或合金产生腐蚀后，表面上看不出被破坏的迹象，其表面仍保持一定的金属光泽，而实际上晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化,金属的机械强度大打折扣，一旦经受冲击就很容易被破坏，是一种很危险的腐蚀破坏现象。

晶间腐蚀常见于奥氏体不锈钢，腐蚀沿着不锈钢晶粒边界或它的临近区域发展，使晶粒间的结合力大大削弱。一旦晶间腐蚀严重，当不锈钢受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失。现代晶间腐蚀理论， 主要有贫铬理论和晶界杂质选择溶解理论。

贫铬理论

贫铬理论是指奥氏体不锈钢由于加工或使用时受热不当使得其在氧化性或弱氧化性介质中产生晶间腐蚀。所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却通过450～850 ℃温度区， 钢就会对晶间腐蚀产生敏感性。 当钢无论是加热或冷却通过450～850 ℃时，碳便可形成（ Fe 、Cr） 23C6 从奥氏体中析出而分布在晶界上。（ Fe 、Cr） 23C6 的含铬量比奥氏体基体的含铬量高很多， 它的析出消耗了晶界附近大量的铬， 而消耗的铬不能及时从晶粒中通过扩散得到补充， 因为铬的扩散速度很慢， 结果晶界附近的含铬量低于正常值 ,形成贫铬区， 晶界附近区域电位下降， 与晶粒本身形成电位差， 晶粒与晶界构成活态—钝态微电偶电池，这样就导致晶界区的腐蚀。

晶界杂质选择溶解理论

奥氏体不锈钢在强氧化性介质（如浓硝酸） 中也能产生晶间腐蚀， 但腐蚀情况和在氧化性或弱氧化性介质中的情况不同。通常发生在经过固溶处理的钢上，经过敏化处理的钢一般不发生。当固溶体中含有磷这种杂质达100ppm 时或硅杂质为1000 - 2000ppm 时， 它们便会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化性介质作用下便发生溶解， 导致晶间腐蚀。

几种防止和控制晶间腐蚀的措施

重新固溶处理。例如把焊接件加热至一定温度，使沉积的(F'e,Cr)23C6重新溶解，然后淬火防止其再次沉积。

稳定化处理。炼钢时加入一些强碳化物形成元索，如钛和铌等。它们和碳的亲和力大，能与碳首先生成稳定的钛、铌碳化物，而且这些碳化物的固溶度又比(Fe，Cr)23C6小的多。在固溶温度下几乎不溶于奥氏体中，这样，经过敏化温度区时，(Fe，Cr)23C6不致于大量在晶界析出，在很大程度上消除了奥氏体不锈钢产生晶界腐蚀的倾向。

采用超低碳不锈钢。研究发现，降低碳含量到0. 03 %以下 , 即可使钢中不形成（ Fe 、Cr） 23C6 ,不出现贫铬区，防止晶间腐蚀的产生。

采用双相钢。奥氏体不锈钢易于加工，但易发生晶间腐蚀，铁素体钢具有良好的耐晶间腐蚀性，但加工性能差。若用奥氏体—铁素体双相钢，就可取长补短，解决晶间应力腐蚀。

选用正确的加工方法。减少材料经过敏化温度区时的时间，如一般氩弧焊要比电弧焊的输入线能量低， 因而奥氏体不锈钢焊接和焊补应尽量采用氩弧焊。