双相钢的耐晶间腐蚀性能（一）

参考文献：黄嘉琥. 压力容器用双相不锈钢(二). 压力容器, 2015, 32(3).

这篇文献知识量大，但语言不够简炼，段落较长（有的段达一千字），读起来有点吃力。

在了解双相钢的晶间腐蚀特点之前，有必要先了解一下奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的晶间腐蚀。

1. 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀

铬为不锈钢的基本耐蚀合金元素，不锈钢的各个区域需要有较高的铬含量，才能有较好的耐蚀性。

固溶温度下，碳在奥氏体基体中的溶解度较高（0.1%），但随着温度的下降其溶解度降低（室温下甚至低于0.02%）。不能溶解的碳，会以碳化铬的形式在晶界析出，并在邻近区域产生贫铬区。不过，基体中的铬也会逐渐向贫铬区补充。除碳化铬外，氮化铬、金属间化合物（如σ相）等富铬的晶间析出相，也会产生贫铬区。在一些介质环境中，贫铬区会先被腐蚀，即为晶间腐蚀。

钢中合金元素的迁移均为扩散过程，碳化铬的析出温度在950~400℃范围内，温度较高时扩散速度快，低于400℃扩散基本停止。所以，如果奥氏体不锈钢从固溶温度快速冷却（如水冷），则可避免高铬相和贫铬区的产生。

经过固溶处理的奥氏体不锈钢，钢材本身的抗晶间腐蚀性能是有保证的。但对于压力容器等焊接件，因为很难对整个设备进行固溶处理，需要采取诸如减少焊接热循环（作用有限）、不锈钢的合金化（主要措施，如降低碳含量）来保证其抗晶间腐蚀性能。

事实上，因为钢材出厂固溶热处理时的冷却速度，设备制造过程中的焊接热循环等制造工艺因素，对不锈钢制设备在投运后的抗腐蚀能力有较大的影响。因此，除保证化学成分外，必须对每一批钢材，及制成的设备（重点是焊接接头）进行必要的晶间腐蚀敏感性检验。

2. 铁素体不锈钢的晶间腐蚀

碳、氮在铁素体中的溶解度要比在奥氏体中小得多，因此，若含碳、氮量一样，铁素体钢的抗晶间腐蚀性能要小于奥氏体钢。因此，从抗晶间腐蚀的角度，应尽量降低铁素体钢中碳、氮的含量。

另外，合金元素在铁素体中的扩散速度要比在奥氏体中快得多。铁素体在高温退火处理时，碳、铬均固溶于基体中，当温度降低至碳化铬的起始析出温度后，碳、铬的扩散速度快，碳化铬将很快全部在晶界析出。与此同时，基体中的铬也很快向贫铬区补充，可减小贫铬区的贫铬程度。所以，铁素体退火后，不能快速冷却，应缓冷（一般采用空冷），让基体中的铬充分扩散，消除或减轻贫铬区。

不过，冷却速度也不宜太慢，尽量减少在500~925℃间析出σ相产生高温脆化，及400~500℃间析出α’相，产生475℃脆性。