1. 不銹(xiu)鋼的主要相結構

  鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型和鐵素體-奧氏體型不銹鋼中，其的主要相結構就是鐵素體、馬氏體、奧氏體及鐵素體加奧氏體。例如，在不銹鋼中占有絕大多數的是鐵素體相，就稱為鐵素體型不銹鋼，使這種鋼與其他類型不銹鋼相比具有不同的特性和用途。在鋼錠熔煉和軋制過程中不可避免地、或多或少地存在一些雜質，從而降低了鋼材的純度。這些雜質主要是碳和氮等元素，它們基本上以鉻-鐵碳化物（主要是M₂₃C₆）形式析出，這些碳化物、氮化物和各種金屬間化合物相，就成為鋼中新的相，稱為次生相。這些次生相存在于晶間、枝間、晶界上或在晶粒之間。它們在鋼中分布密集程度和數量多少直接影響到鋼材的力學性能。

2. 不銹鋼次生相對鋼材的影(ying)響

a. 碳(tan)化(hua)物(wu) 

  室溫下，碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度很低，約為0.006％，而在鐵素體（或馬氏體）不銹鋼中的溶解度更低。隨著鋼中碳含量的增加，多余的碳將以鉻-鐵碳化物（主要是M₂₃C₆）形式析出。有時也以少量M₇C₃T和M₆C形式析出。M₂₃C₆和M₇C₃T中的鉻的質量分數約為42％～65％，大大超過不銹鋼中鉻的正常含量。若在碳過飽和情況下，受到適當溫度加熱，則會發生碳化物析出。這些鉻碳化合物最易于在晶界處生成。若條件適當，晶粒邊界會出現貧鉻［w（Cr）＜12％時］，即減少了晶界鉻有效固溶含量，導致鋼的耐蝕性能降低。對不銹鋼耐蝕性而言，碳是一種有害元素。在不銹鋼中應盡量控制碳含量，越少越好。

  碳化物對鐵素體不銹鋼的影響：由于碳在鐵素體中擴散比在奧氏體中容易，且碳在鐵素體中的溶解度比奧氏體中低，因此，鐵素體中碳化物的析出比奧氏體中容易。所以鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼更容易發生晶間腐蝕。

  碳化物對鉻-鎳奧氏體不銹鋼的影響：隨著碳含量的增加，產生鉻的碳化物變得更容易，鉻的碳化物增加，勢必導致晶界的貧鉻程度增強，貧鉻區也擴大了，產生晶間腐蝕的敏感性更強了。鎳含量增加提高了碳的活度，降低了碳在鋼中的溶解度，等同于碳含量的增加，因此產生晶間腐蝕的敏感性也增強。這種情況只有鎳的質量分數大于20％后才會發生，因此對于鋼中鎳的質量分數大于或等于20％時（如20Cr25Ni20），要嚴格控制碳含量［w（C）＜0.02％］，以避免或減少晶間腐蝕產生。硅和鎳一樣，也是提高碳的活度，其影響比鎳更強烈。硅的另一個作用，它可以生成氮化碳［Mn（CN）2］，其對晶間腐蝕影響與M₂₃C₆相似。當奧氏體不銹鋼中硅的質量分數大于4％時，其碳的質量分數應限制在0.02％以下。在奧氏體不銹鋼中鉻的含量增加，可以及時向晶界貧鉻區中補充所需的鉻，從而提高了抗晶間腐蝕的能力，可以說鉻是抗腐蝕的主要元素。鈮和鈦都能與碳形成穩定的碳化物，能有效地抑制M₂₃C₆的析出，避免晶間腐(fu)蝕的產生。但鈦的含量至少要達到碳含量的5倍，鈮的含量至少要達到碳含量的10倍才能有效地抑制M₂₃C₆的析出。

b. 氮化物的影(ying)響 

  氮(dan)與碳(tan)相比，氮(dan)是(shi)更有效的(de)固溶強化(hua)元(yuan)素(su)，同時(shi)又可(ke)(ke)以促進晶粒細(xi)化(hua)；氮(dan)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)，可(ke)(ke)以減少(shao)合金中的(de)鎳含量，降低鐵素(su)體(ti)和形變的(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)形成(cheng)能(neng)力；盡管(guan)氮(dan)不能(neng)明顯(xian)改善材料(liao)在酸中的(de)抗總體(ti)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)，但(dan)可(ke)(ke)以極大地提(ti)高(gao)材料(liao)抗點(dian)蝕和縫腐(fu)蝕能(neng)力。但(dan)鋼中含有氮(dan)，與碳(tan)一(yi)樣勢必(bi)會在鋼中形成(cheng)氮(dan)化(hua)物(wu)和碳(tan)化(hua)物(wu)，成(cheng)為其(qi)一(yi)種重要的(de)顯(xian)微組織。

  當不銹鋼中氮質量分數超過0.4％時，在鋼中存在兩種常見的氮化物形式：Cr₂N、CrN。隨著Cr₂N的析出，緊鄰氮化物的基體中會形成σ相，這種相不利于材料的韌性和耐蝕性能。這兩種氮化物同樣會造成晶界出現貧鉻區，導致鋼的耐蝕性降低，氮化鉻周圍的貧鉻區是點蝕的重要來源，其機理與碳化鉻相同。

  氮化(hua)物的析出與溫度有關：

   ①. 它有一(yi)個敏感(gan)溫(wen)度(du)區，為600～1075℃，在這個溫(wen)度(du)區間氮化物析出敏感(gan)性較強并伴有第二相析出。因(yin)此，應盡(jin)量(liang)避免在這個溫(wen)度(du)區間加工或服役，但可以通過(guo)高溫(wen)固(gu)溶處理以消除氮化物。

   ②. 與合金元素有關，氮是氮化物形成元素，氮間隙固溶在奧氏體基體中，擴散速度較快，隨著氮含量提高，Cr₂N的析出傾向越強烈；當氮量較低時，Cr₂N不會沿晶析出，而鎳又能促進氮化物析出。

   ③. 與材料原始狀(zhuang)態有關，奧氏體(ti)不(bu)銹鋼有固溶和軋制兩種使用(yong)狀(zhuang)態，材料原始形態不(bu)同，氮(dan)化物析出(chu)行為也不(bu)同。冷(leng)軋后經(jing)退(tui)火(huo)處理(li)的氮(dan)化物析出(chu)速(su)度延遲(chi)，隨著冷(leng)軋與退(tui)火(huo)次數增多，敏(min)感溫(wen)度區(qu)間變窄(zhai)，氮(dan)化物析出(chu)的機率也變小(xiao)。故退(tui)火(huo)態合金較不(bu)利于氮(dan)化物的品內(nei)析出(chu)。

c. σ相(xiang)的析出 

  在(zai)不銹鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，σ相(xiang)是一種鐵-鉻(ge)化合(he)物，還包含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等其(qi)他合(he)金元素(su)，σ相(xiang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)質(zhi)(zhi)量分數大約為47％。σ相(xiang)通常在(zai)鉻(ge)質(zhi)(zhi)量分數達到(dao)16％以上的(de)(de)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)就(jiu)會析(xi)出(chu)(chu)(chu)。由于(yu)鉻(ge)具(ju)有很強的(de)(de)擴散性(xing)(xing)，σ相(xiang)在(zai)鐵素(su)體(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)比在(zai)奧氏體(ti)中(zhong)(zhong)快。σ相(xiang)的(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)(chu)將使材料韌(ren)性(xing)(xing)降低，硬度增加，有時還降低材料的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)。在(zai)所(suo)有不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)類(lei)型中(zhong)(zhong)都有可(ke)能形成(cheng)σ相(xiang)。

  碳將減緩σ相的析出，因為這時將優先析出碳化物M₂₃C₆，而后才能析出σ相。由于析出碳化物M₂₃C₆，而降低了鋼的固溶體中的鉻含量，自然σ相的析出就被推遲了。氮與碳的作用相同，也能減緩在鋼中σ相的析出。

  鐵素體(ti)(ti)不銹鋼中σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)比奧氏體(ti)(ti)不銹鋼容(rong)易(yi)，而(er)且，加鉬后σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)更容(rong)易(yi)。奧氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙相(xiang)(xiang)不銹鋼中，由于鉻(ge)含量(liang)比較(jiao)高，碳(tan)含量(liang)比較(jiao)低，因此，比較(jiao)容(rong)易(yi)析出(chu)σ相(xiang)(xiang)。σ相(xiang)(xiang)對雙相(xiang)(xiang)不銹鋼韌性的(de)(de)(de)影響比奧氏體(ti)(ti)不銹鋼大。當雙相(xiang)(xiang)不銹鋼含有體(ti)(ti)積(ji)分數為1％的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)，沖擊值就會降低50％；當含有體(ti)(ti)積(ji)分數為10％的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)，材料就完(wan)全(quan)脆化。