18 - 8型奧氏體不銹鋼是工業中應用最廣的不銹鋼之一 ,在常溫和低溫下有良好的韌型、塑性、焊接性抗腐蝕性及無磁性,也有抗化學腐蝕和電化學腐蝕的能力,廣泛應用于石油化工、冶金機械航空.航海、儀器儀表、家用電器和五金制造等行業.晶間腐蝕(IGC)[141是18-8型奧氏體不銹鋼常發生的一種局部腐蝕.不銹鋼發生晶間腐蝕時,金屬外形幾乎不發生任何變化,但是晶粒間的結合力卻有所下降,使鋼的強度、塑性和韌性急劇降低;如果遇有內外應力的作用,輕者稍經彎曲便可產生裂紋,重者敲擊即可碎成粉末.晶間腐蝕不易檢測,常造成設備的突然破壞,危害性極大.據統計,這類腐蝕約占總腐蝕類型的10.2%[5.01.另外,晶間腐蝕常常會加快均勻腐蝕.因此,分析奧氏體不銹鋼晶問腐蝕的原因，采取相應措施避免晶間腐蝕的發生具有重要的經濟和技術意義。

1、晶間腐蝕機理

晶間腐蝕的機理”-101,主要有“貧Cr理論”和“晶間區偏析雜質或第二相選擇性溶解理論”等.“貧Cr理論"認為,奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕是由于晶界區的貧鉻所引起的.C在奧氏體中的飽和溶解度<0.02% ,不銹鋼的C含量一般都高于這一數值.當不銹鋼從固溶溫度開始冷卻時,C處于過飽和狀態敏化處理時,C和Cr形成碳化物(主要為(Cr,Fe)2C。型)在晶界析出.由于(Cr,Fe)zC。中Cr含量很高,而Cr在奧氏體中擴散速率卻很低,導致奧氏體中Cr含量低于12mas%,那么在晶界兩側便形成了貧Cr區,即晶界區和晶粒本體有了明顯的差異.晶粒與晶界構成活態-鈍態的微電偶結構,從而形成晶界腐蝕.用透射電鏡薄膜技術可直接觀察到貧Cr區,并測定貧Cr區的寬度和貧化程度.另外,支持貧Cr理論的有利證據，是利用陽極極化曲線間接測出電流密度,不銹鋼隨Gr含量的降低,其臨界電流密度和鈍化電流密度也相應增加。

不銹鋼在強氧化性介質中也會發生晶間腐蝕,但不發生在經過敏化處理11,12]1的不銹鋼，而是發生在經固溶處理的不銹鋼上.對于這類晶間腐蝕顯然不能用貧Cr理論來解釋,可用品界區選擇性溶解理論來解釋.當晶界上析出了σ相(FeCr金屬間化合物) ,或是有雜質(如P、Si )偏析,在強氧化性介質中便會發生選擇性溶解,以致發生晶間腐蝕.而敏化加熱時析出的碳化物有可能使雜質不富集或者程度減輕,從而消除或減少晶間腐蝕傾向對于“晶界雜質選擇性溶解理論”有力的證據是,用俄歇電子能譜儀( AES)可以檢測到晶界區存在P .Si,而晶體內卻檢測不到P、Si ,表明晶體內和晶界存在濃度差異。

另外,晶間腐蝕的機理還有“晶界吸附理論"、“亞穩沉淀相理論”等。這些理論彼此并不矛盾,互為補充晶間腐蝕機理的研究十分重要,應充分應用現代檢測技術13,141，研究晶間原子結構的改變、斷口形貌、化學成分的變化、腐蝕過程、腐蝕產物的成分以及晶界合金元素的相互影響等,進一步解釋晶間腐蝕現象。

2、不銹鋼晶間腐蝕的影響因素

不管是作為雜質元素還是作為合金的添加元素,晶間腐蝕主要取決于其在晶界的濃度和分布.--般在晶間腐蝕區域的Si含量不超過晶粒本身的2 ~ 3倍. Kasparovalxl.認為,在沸騰的65% HNO3溶液中,含0.07 mass%C和3.3 mass% Si的X20H20鋼,Si和C相互促進,形成CrxC。型的含Si碳化鉻,促進晶間腐蝕的發生。

不銹鋼中加入Ti、 Nb23s.0等元素時,它們與C結合能力比Cr強，能夠與C結合生成穩定的碳化物,可以避免在奧氏體中形成貧Cr區,這些元素稱為穩定劑.同時,Ti和Nb還是形成鐵素體的元素,會促進雙相組織的形成.故通過添加這些元素可以減少晶間腐蝕的產生.但需要注意的是,在強氧化性介質(如硝酸)條件下,添加Ti元素反而有害,因為生成的TIC易被溶解.另外,不銹鋼在冶煉的過程中應減少有害雜質S、P等,因為它們作為雜質元素易形成第二相,發生選擇性腐蝕。

3、晶間腐蝕評定

不銹鋼晶間腐蝕敏感性的測試方法136-381有GB4334122- 84“Fez (S04)3 - HS04腐蝕試驗”、CB43342-84“65%HNO,腐蝕試驗”、CB4334-2003“不銹鋼10%草酸浸蝕實驗方法"以及EPR( electrochemical potentiokinetie reactivation) 法等EPR法是通過測量并分析試樣在特定電解液中的再活化極化曲線來評定材料的晶間腐蝕敏感性的。用電化學再活化法研究了不銹鋼晶間腐蝕敏感性,并與傳統方法的測量結果進行比較。用電化學動電位再活化法與草酸浸蝕法研究1Cr18Ni9Ti 不銹鋼的晶間腐蝕敏感性，并對動電位再活化法用于評價不銹鋼晶間腐蝕敏感性的各種判據進行了綜合分析.結果指出,各種判據與材料的敏化程度有良好的對應關系,并且可以靈敏定量地反映低敏化材料的晶間腐蝕敏感性的變化。用光電化學微區成像技術和共振拉曼光譜方法,評價敏化不銹鋼的晶間腐敏感性,指出1Cr18Ni9Ti敏化時間較長時,具有較大的晶間腐敏感性. Fe2(S04); - H2S0,腐蝕試驗和HNO,腐蝕試驗周期較長,但草酸腐蝕法檢測晶間腐蝕既快速又靈敏,其中電化學再活化法是目前測量不銹鋼晶間腐蝕敏感性大小的一種準確迅速的理想檢測手段。

4、結束語

奧氏體不銹鋼晶問腐蝕的機理主要有“貧Cr理論”和“晶界雜質選擇性溶解理論”.在工程的實際應用過程中,往往同時存在兩種或兩種以上的腐蝕機理,其中貧Cr所引起的晶間腐蝕現象最為普遍.鋼的化學成分以及熱處理工藝可決定是否引起晶間腐蝕和腐蝕的程度,其中C含量是影響奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的最主要因素,其敏感性隨C含量的增加遞增,不銹鋼中的C含量<0.03%,其晶間腐蝕敏感性大大降低.改變鋼的化學成分和熱處理工藝是控制:奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的主要的、最有效的措施。實踐表明，合適的固溶處理穩定化處理、降低C及雜質元素(如Si、P和N)在奧氏體不銹鋼晶界的含量、加入穩定劑(如Ti和Nb)消除或防止熱加工或冷加工過程中對材料的影響等,都是降低晶間腐蝕敏感性和防止晶間腐蝕的有效措施。