晶間腐蝕的特點是當金屬表面沒有損傷時,晶粒間的結合力和金屬的脆響已經喪失。在嚴重的情況下,只要輕輕敲擊,它就會碎成粉末。
鉻鎳奧氏體不銹鋼在使用前或從冶煉廠出廠時大多經過固溶處理。不銹鋼加熱至高溫(約1000 ~ 1150°C,視鋼材類型而定),保溫后迅速冷卻(一般為水冷卻)。此時,Cr - Ni奧氏體不銹鋼中的碳含量大于0.02 ~ 0.03%(隨鋼中Ni含量的不同而變化)時,鋼中的碳處于過飽和狀態。隨后,在不銹鋼的加工和制造和使用的設備和組件,如果需要加熱的敏化溫度450 ~ 850°C(如焊接或使用在這個溫度范圍內),鋼中的過飽和碳將擴散到晶界,與附近的鉻沉淀并形成碳化鉻。
晶界吸附理論:超低碳不銹鋼經1050℃固溶處理后,在強氧化介質中也會發生晶間腐蝕。這時,鉻差或不銹鋼不能采用σ相析出理論。實驗表明,當p雜質達到100ppm或Si雜質達到1000 ~ 2000ppm時,它們會在高溫區晶界處吸附分離。這些雜質在強氧化劑介質的作用下會溶解,在晶界處產生選擇性晶間腐蝕。該鋼經敏化處理后不會出現晶間腐蝕,因為碳和磷形成了磷碳化物,限制了磷向晶界的擴散,降低了雜質在晶界的偏析,消除或減弱了對晶間腐蝕的敏感性。
晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質中沿晶界發生的局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的邊界。由于晶粒有不同的取向,原子在結處的排列必須逐漸從一個取向轉變為另一個取向。因此,晶界實際上是一種“表面”不完整的結構缺陷。由于晶格畸變的增加,晶界處原子的平均能量高于晶內。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質中的腐蝕速率比晶體的腐蝕速率快,這是因為晶界的能量高,原子處于不穩定狀態。