铬镍奥氏体不锈钢在使用前或从冶炼厂出厂时大多经过固溶处理。不锈钢加热至高温(约1000 ~ 1150°C,视钢材类型而定),保温后迅速冷却(一般为水冷却)。此时,Cr - Ni奥氏体不锈钢中的碳含量大于0.02 ~ 0.03%(随钢中Ni含量的不同而变化)时,钢中的碳处于过饱和状态。随后,在不锈钢的加工和制造和使用的设备和组件,如果需要加热的敏化温度450 ~ 850°C(如焊接或使用在这个温度范围内),钢中的过饱和碳将扩散到晶界,与附近的铬沉淀并形成碳化铬。
将1Cr18Ni9奥氏体不锈钢加热到1050 ~ 1150℃,固溶碳的固溶度为0.10 ~ 0.15%,然后淬火。经固溶处理的1Cr18Ni9钢是一种碳过饱和体,不会产生晶间腐蚀。在700 ~ 800℃的温度范围内,碳的固溶体不超过0.02%,过饱和碳将从奥氏体中完全或部分析出。这时,碳会扩散到晶界和结合铁和铬在晶界形成硬质合金Cr23C6铬含量高、消耗铬在晶界面积,和铬粒内扩散速度慢得多比在晶界,在晶界区消耗的铬没有时间补充,因此在晶界区形成铬贫区。对于不锈钢来说,由于晶界钝化状态的破坏,晶界上析出的碳化铬周围的贫铬区成为阳极区,而碳化铬和晶粒处于钝化状态成为阴极区。在腐蚀介质中,晶界和晶粒形成活化的钝化微胞。电池阴极大,阳极面积比小,加速了晶界区域的腐蚀。
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。
钛和铌:抗晶间腐蚀是有益的,因为他们的亲和力与C CR的大于C .为了防止铬碳化物的形成,首先不锈钢加热到1100℃将所有碳化物溶解成奥氏体,然后冷却到900℃几个小时完全反应Ti或与碳Nb。在后期碳化铬析出温度范围内,加热不会形成碳化铬。