一、晶间腐蚀的产生机理

晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀，腐蚀沿着金属或合金晶粒边界或它的临近区域发展，而晶粒腐蚀很轻微，这种腐蚀便称为晶间腐蚀，这种腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱。严重的晶间腐蚀，可使金属失去强度和延展性，在正常载荷下碎裂。现代晶间腐蚀理论，主要有贫铬理论和晶界杂质选择溶解理论。

1.1 贫铬理论

常用的奥氏体不锈钢，在氧化性或弱氧化性介质中之所以产生晶间腐蚀，多半是由于加工或使用时受热不当引起的。所谓受热不当是指钢受热或缓慢冷却通过450～850℃温度区，钢就会对晶间腐蚀产生敏感性，所以这个温度是奥氏体不锈钢使用的危险温度。不锈钢材料在出厂时已经固溶处理，所谓固溶处理就是把钢加热至1050～1150℃后进行淬火，目的是获得均相固溶体。奥氏体钢中含有少量碳，碳在奥氏体中的固溶度是随温度下降而减小的。如0Cr18Ni9Ti , 在1100℃时，碳的固溶度约为0.2%，在500～700℃时，约为0.02%。所以经固溶处理的钢，碳是过饱和的。

当钢无论是加热或冷却通过450～850℃时，碳便可形成(Fe、Cr)23C6从奥氏体中析出而分布在晶界上。(Fe、Cr)23C6的含铬量比奥氏体基体的含铬量高很多，它的析出自然消耗了晶界附近大量的铬，而消耗的铬不能从晶粒中通过扩散及时得到补充，因为铬的扩散速度很慢，结果晶界附近的含铬量低于钝化必须的的限量(即12%Cr)，形成贫铬区，因而钝态受到破坏，晶界附近区域电位下降，而晶粒本身仍维持钝态，电位较高，晶粒与晶界构成活态—钝态微电偶电池，电池具有大阴极小阳极的面积比，这样就导致晶界区的腐蚀。

1.2 晶界杂质选择溶解理论

在生产实践中，我们还了解到奥氏体不锈钢在强氧化性介质(如浓硝酸)中也能产生晶间腐蚀，但腐蚀情况和在氧化性或弱氧化性介质中的情况不同。通常发生在经过固溶处理的钢上，经过敏化处理的钢一般不发生。当固溶体中含有磷这种杂质达100ppm时或硅杂质为1000~2000ppm时，它们便会偏析在晶界上。这些杂质在强氧化性介质作用下便发生溶解，导致晶间腐蚀。而钢经敏化处理时，由于碳可以和磷生成(MP)23C6，或由于碳的首先偏析限制了磷向晶界扩散，这两种情况都会免除或减轻杂质在晶界的偏析，就消除或减弱了钢对晶间腐蚀的敏感性。

上述两种解释晶间腐蚀机理的理论各自适用于一定合金的组织状态和一定的介质，不是互相排斥而是互相补充的。生产实践中最常见的不锈钢的晶间腐蚀多数是在弱氧化性或氧化性介质中发生的，因而绝大多数的腐蚀实例都可以用贫铬理论来解释。

二、引起晶间腐蚀的介质环境

引起常用奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质，主要有两类。一类是氧化性或弱氧化性介质，一类是强氧化性介质，如浓硝酸等。常见的是第一类，下面列出常见引起奥氏体不锈钢晶间腐蚀的介质环境。

2.1 酸性介质

硫酸(H₂SO₄)：尤其在中等浓度和高温下。

硝酸(HNO₃)：高浓度硝酸易引发晶间腐蚀。

盐酸(HCl)：盐酸环境对奥氏体不锈钢腐蚀性强。

磷酸(H₃PO₄)：高温和高浓度磷酸环境。

2.2 碱性介质

氢氧化钠(NaOH)：高温和高浓度氢氧化钠溶液。

氢氧化钾(KOH)：类似氢氧化钠，高温高浓度下易引发。

2.3 盐溶液

氯化物溶液(如NaCl)：氯离子易引发点蚀和晶间腐蚀。

氟化物溶液(如NaF)：氟离子也有较强腐蚀性。

2.4 有机酸

醋酸(CH₃COOH)：高温和高浓度醋酸环境。

甲酸(HCOOH)：甲酸对奥氏体不锈钢有较强腐蚀性。

2.5 高温水和水蒸气

高温纯水：高温下纯水可能引发晶间腐蚀。

水蒸气：高温高压水蒸气环境。

2.6 其他介质

硫化氢(H₂S)：含硫化氢的环境，如油气田。

氨(NH₃)：高温和高浓度氨水。

温度：高温通常加速腐蚀。

浓度：介质浓度越高，腐蚀性越强。

材料状态：敏化处理后的材料更易发生晶间腐蚀。

三、防止和控制晶间腐蚀的措施

根据腐蚀机理，防止和控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施有以下几种：

材料选择：选用低碳或稳定化奥氏体不锈钢。

热处理：固溶处理减少碳化物析出。

环境控制：控制介质温度、浓度和pH值。

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