晶间腐蚀是奥氏体不锈钢最主要的腐蚀问题之一,一旦产生晶间腐蚀,严重时其强度几乎丧失,施加一定应力就会产生沿晶断裂,导致奥氏体不锈钢焊接接头发生晶间腐蚀的原因主要是由于碳化铬析出引起的。
奥氏体不锈钢在500~800℃温度区间进行敏化处理时,过饱和固溶的碳向晶粒间界扩散比铬的扩散速度较快,在晶界附近与铬结合成(Cr,Fe)23C6的碳化物,并在晶界沉淀析出,形成了晶粒边界附近的贫铬现象,当该区域的铬含量降低到钝化所需的极限含量(W(Cr)12.5%)以下时,就会加速该区域的腐蚀,形成晶间腐蚀。热影响区敏化温度区的晶间腐蚀发生在热影响区中加热峰值温度在600~1000℃范围的区域,产生晶间腐蚀的原因仍是奥氏体晶界析出碳化铬所致。减少和防止晶间腐蚀的主要防治措施包括:
1、采取小规范(小电流、大焊速)、多道焊等工艺措施;
2、尽量降低母材、焊材中碳元素的含,采用C含量小于0.03%的焊材;
3、使焊缝由单一的奥氏体相改变为奥氏体加铁素体双相,Cr在铁素体中扩散速度比在奥氏体中快,因此,铬在铁素体中较快地扩散到晶界,减轻了奥氏体晶界贫铬现象;
4、在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与碳的亲和力比铬强的元素,能够与碳结合成稳定的化合物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。