在金相显微镜和扫描电子显微镜下可以清楚地看到,钢的晶界由于腐蚀而变宽,大多呈网状,严重的情况下会出现晶粒脱落。
在常用的Cr - Ni奥氏体不锈钢中,这种碳化物一般为Cr23C6 [M23C6]。由于该碳化物中Cr含量较高,碳化铬沿晶界析出,导致碳化物周围钢基体中Cr浓度降低,形成所谓的“贫铬区”。当碳化铬沿晶界析出成网状时,贫铬区也在网状中。不锈钢的耐腐蚀性是由于钢中含有足够的铬,在介质的作用下使钢在这种介质中钝化。铬贫区铬量不足,使钝化能力降低甚至消失,而奥氏体晶粒本身仍有足够的钝化(耐腐蚀)能力。因此,在腐蚀介质的作用下,晶界附近连接成网状的铬贫区会优先溶解,产生晶间腐蚀。
在某些合金介质体系中,常发生严重的晶间腐蚀。例如,奥氏体不锈钢在弱氧化介质(如曝气海水)或强氧化介质(如浓硝酸)等特定腐蚀介质中可能产生严重的晶间腐蚀。
晶间腐蚀:金属材料在特定腐蚀介质中沿晶界发生的局部选择性腐蚀。晶界是不同晶粒之间的边界。由于晶粒有不同的取向,原子在结处的排列必须逐渐从一个取向转变为另一个取向。因此,晶界实际上是一种“表面”不完整的结构缺陷。由于晶格畸变的增加,晶界处原子的平均能量高于晶内。较高的能量称为晶界能。纯金属晶界在腐蚀介质中的腐蚀速率比晶体的腐蚀速率快,这是因为晶界的能量高,原子处于不稳定状态。