熱處理對低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的影響

奧氏體不銹鋼因其本身為奧氏體單相，組織性能穩定，且具有良好的抗腐蝕等綜合性能而應用于各個生產加工領域。近幾年來國際鎳價格的飆升及儲量的急劇下降，使低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼的研究熱潮又一次被掀起。與傳統不銹鋼相比，低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼不僅節省了鎳的加入量，降低了成本，而且還具有優良的耐蝕性能，是目前不銹鋼的發展方向之一。然而，在某些特殊的工藝下，如焊接等，達到一定的敏化溫度時，材料會有發生晶間腐蝕的傾向。

為此，研究了固溶處理后試樣敏化態的低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼在(如0.5mol/L H2SO4+0.01mol/LKSCN)溶液中不同敏化處理時間和溫度時的EPR和EIS特征，通過分析試驗數據得到一些晶間腐蝕產生的信息。電化學試驗對上述晶間腐蝕的研究可以定性并定量，對腐蝕研究可以有一個更深的認識。

低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼的化學組成(質量分數，%)為0.093C、0.18N、11.05Mn、0.98Ni、15.52Cr，余量Fe。將材料在1100℃保溫2h，然后水淬，使試驗鋼中的少量碳化物及化合物溶解并固溶在奧氏體基體中。奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕敏化溫度在400℃以上。本試驗測定的敏化熱處理制度如表1所示。采用交流阻抗譜法和電化學動電位再活化法研究熱處理制度對低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感性的影響。

表1 試樣的熱處理制度

試驗結果表明：

(1)在550～750℃范圍，750℃敏化處理再活化率達到0.5481，為此溫度范圍內最高。說明此溫度范圍內晶間腐蝕程度隨溫度升高而加深。此溫度范圍均發生晶間腐蝕，故奧氏體不銹鋼生產使用過程中應避免此溫度區間。

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(2)950℃熱處理保溫2h試驗再活化率為0.0385，試樣無晶間腐蝕傾向。說明950℃不在低鎳鉻錳氮奧氏體不銹鋼的敏化溫度范圍內，950℃為安全使用溫度。

(3)650℃溫度下保溫0.5～12h晶間腐蝕程度隨著熱處理保溫時間的延長而加深。故如果不能避免在650℃下生產或使用，就要盡量縮短受熱時間，以避免發生晶間腐蝕。