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。
在某些合金介質體系中,常發生嚴重的晶間腐蝕。例如,奧氏體不銹鋼在弱氧化介質(如曝氣海水)或強氧化介質(如濃硝酸)等特定腐蝕介質中可能產生嚴重的晶間腐蝕。
然而,含穩定元素Ti和Nb的不銹鋼,特別是Ti,存在許多缺點。今天,隨著不銹鋼冶煉工藝的快速發展。一些缺點嚴重阻礙了不銹鋼冶煉生產的科技進步,給使用帶來了不必要的損失和危害。例如Ti的加入增加了鋼的粘度,降低了鋼的流動性,給不銹鋼的連續澆注過程帶來了困難;Ti的加入使鋼錠和鋼坯的表面質量惡化,這不僅大大增加了冶金廠的磨礦量,而且顯著降低了鋼材的成品率,從而增加了不銹鋼的成本;Ti的加入導致錫等非金屬夾雜物的形成,降低了鋼的純度,不僅惡化了鋼的拋光性能,而且錫等夾雜物經常成為點蝕源,降低了鋼的耐蝕性;含鈦不銹鋼焊接后,在介質的作用下,沿焊縫熔合線容易發生“刀蝕”,也會造成焊接結構和設備的腐蝕損傷。
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。