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晶間腐蝕（IGC）是奧氏體不銹鋼應(yīng)用中常見的一種局部腐蝕，其產(chǎn)生的根本原因是熱處理、焊接或其他受熱過程中的熱循環(huán)使其晶界析出碳化物，晶界附近的鉻含量減小至小于12%而形成了“貧鉻區(qū)”，在腐蝕介質(zhì)的作用下貧鉻區(qū)便產(chǎn)生了晶間腐蝕。

常用的202、304等奧氏體不銹鋼一般在650℃左右對(duì)晶間腐蝕最為敏感，且主要晶間析出物為Cr23C6。然而，由于各種不銹鋼化學(xué)成分的差異，其晶間腐蝕敏化溫度和晶間碳化物的析出會(huì)發(fā)生變化，因而呈現(xiàn)出的最敏感溫度范圍也不同。

研究人員通過分析不同溫度下16Cr奧氏體不銹鋼的碳化物析出和晶間腐蝕，研究了不同熱循環(huán)對(duì)其碳化物析出的影響規(guī)律，并對(duì)影響因素進(jìn)行了分析，以期為16Cr奧氏體不銹鋼的應(yīng)用提供借鑒。

以熱軋退火酸洗后的16Cr不銹鋼為基材，其顯微結(jié)構(gòu)為單相奧氏體組織，主要化學(xué)成分見表1：

表1 16Cr奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分

將16Cr奧氏體不銹鋼分別加熱至450、650、850℃,保溫10min,分別采用水冷和空冷方式冷卻到室溫。依據(jù)BG/T4334-2008《金屬盒合金的腐蝕—不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》（E方法急性試驗(yàn)），將其線切割成100.0mm×20.0mm×4.5mm。用60、120號(hào)SiC金相砂紙逐級(jí)打磨表面，并用無水乙醇清洗。

研究發(fā)現(xiàn)，加熱溫度、保溫時(shí)間及冷卻方式主要通過影響C原子的擴(kuò)散而影響碳化物的析出。室溫下C在奧氏體不銹鋼中的溶解度約為0.006%，600℃時(shí)溶解度約為0.030%，1000℃時(shí)約為0.180%，隨著加熱溫度的增加，C在奧氏體中的溶解度增加。在隨后的冷卻過程中，溶解在奧氏體中的C會(huì)隨著溫度的降低而析出，在敏化溫度區(qū)間停留時(shí)間越長(zhǎng)，C原子擴(kuò)散越充分，晶界處Cr便會(huì)與C結(jié)合形成碳化物。冷卻速度可以通過影響C原子擴(kuò)散而影響晶界碳化物的析出，冷卻速度越快，C原子在敏化溫度區(qū)間擴(kuò)散越不充分，晶間碳化物析出就越少。因此，在16Cr奧氏體不銹鋼敏化溫度（400～900℃）內(nèi)，加熱溫度越高、冷卻速度越慢，碳化物的析出越多，水冷試樣的晶界析出碳化物遠(yuǎn)少于空冷。

16Cr奧氏體不銹鋼在敏化溫度區(qū)間加熱時(shí)，晶界碳化物隨加熱溫度上升而增加，加熱溫度850℃左右時(shí)晶界析出碳化物最多，主要為Cr23C6和Cr7C3。在敏化溫度區(qū)間加熱至相同溫度時(shí)，水冷可顯著減少晶界碳化物析出。16Cr奧氏體不銹鋼彎曲后雖然晶界存在黑色析出物，但表面均未產(chǎn)生晶間腐蝕裂紋，因而對(duì)晶間腐蝕不敏感。