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铁素体310S不锈钢管对晶间腐蚀的敏感性

2021年11月09日

铁素体310S不锈钢管对晶间腐蚀的敏感性

铁素体310S不锈钢管与奥氏体316L不锈钢管一样，也会发生晶间腐蚀。不过，为防止这种腐蚀而采取的敏化处理和热处理工艺，与奥氏体钢恰恰相反。铁素体310S不锈钢管在高于925℃的快速冷却（如水淬）过程中，容易出现晶间腐蚀。这种对晶间腐蚀的敏感性（即敏化状态）可通过在650至815℃进行短时回火来消除或降低。此外，通过热处理工艺，可将Cr17和Cr18Ni8不锈钢的晶间腐蚀影响降至最低。
铁素体310S不锈钢管的晶间腐蚀是由碳化物在晶界处的富集所引起的。如今，人们普遍接受以铬缺乏机制来解释铁素体310S不锈钢管的晶间腐蚀现象：由于固溶度的影响，当温度高于925℃时，碳在α相晶界处的吸附趋势将大于γ相，甚至已在γ相晶界处开始吸附。因此，碳在α相晶界处的吸附量更大（因为碳在α相中的固溶度远低于其在γ相中的固溶度）；同时，碳在α相中的扩散速度也远快于γ相。只有采用极快的冷却方式，才能有效抑制碳化铬在晶界处的积累，从而避免晶间腐蚀的发生。然而，在水淬或空冷条件下，碳在晶界处的吸附及邻近铬元素以碳化铬形式在晶界处的富集难以避免，晶界周围会形成一个铬缺乏区，进而引发晶间腐蚀。由于铬在α相中的扩散速率较快，通过在650～815℃范围内进行短时间回火处理，可借助扩散作用减小狭窄铬缺乏区内的铬缺乏程度；此外，在这一温度区间内回火还会促使晶界处的碳化物发生球化。这两个因素共同解释了晶间腐蚀消失的原因。
铁素体310S不锈钢管的晶间腐蚀主要由碳化物在晶界处的聚集所致。工业上防止铁素体310S不锈钢管发生晶间腐蚀的有效措施与防止奥氏体316L不锈钢管发生晶间腐蚀的措施类似，主要包括：
(1) 将碳和氮的含量降至极低水平，例如碳含量低于0.005%，氮含量低于0.015%。
(2) 在700-800℃下短时回火。
(3) 参与钛或铌固定钢中碳和氮的固定作用。

上一个：

317L不锈钢管与316Ti不锈钢管耐腐蚀性能的对比

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321不锈钢管的应用与规格