理論上,研制P < = 0.01%,Si<= 0.10%,B<= 0.008%的高純度Cr - Ni奧氏體不銹鋼是解決非敏化晶間腐蝕的最根本措施。
晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)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?yōu)榱硪粋€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(nèi)。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質(zhì)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(wěn)定狀態(tài)。
晶界吸附理論:超低碳不銹鋼經(jīng)1050℃固溶處理后,在強氧化介質(zhì)中也會發(fā)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(zhì)達到100ppm或Si雜質(zhì)達到1000 ~ 2000ppm時,它們會在高溫區(qū)晶界處吸附分離。這些雜質(zhì)在強氧化劑介質(zhì)的作用下會溶解,在晶界處產(chǎn)生選擇性晶間腐蝕。該鋼經(jīng)敏化處理后不會出現(xiàn)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(zhì)在晶界的偏析,消除或減弱了對晶間腐蝕的敏感性。
根據(jù)稀釋理論,晶間腐蝕是由于組件的稀釋晶界由于容易沉淀的第二階段的晶界(1)奧氏體不銹鋼,鉻缺乏是由于晶界Cr23C6階段的降水,(2)對于Ni Mo合金,ni7mo5在晶界處析出,鉬在晶界處含量較低;(3)對于銅鋁合金,CuAl2在晶界處析出,導致晶界處銅含量較低。