1. 不銹鋼的主要相結構

  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(bu)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(gang)次生相對鋼(gang)材的影響

a. 碳化物 

  室溫下，碳在奧氏體不(bu)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(su)體(ti)不銹鋼(gang)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，避免晶間腐蝕(shi)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(de)影(ying)響 

  氮與碳(tan)相比(bi)，氮是更有(you)效的(de)(de)固(gu)溶(rong)強(qiang)化元素，同(tong)時又可(ke)以促進晶粒細化；氮是奧氏體(ti)形成(cheng)(cheng)元素，可(ke)以減少合金(jin)中的(de)(de)鎳含量，降低(di)鐵(tie)素體(ti)和(he)形變的(de)(de)馬氏體(ti)形成(cheng)(cheng)能(neng)力；盡管氮不能(neng)明顯(xian)改善材(cai)料在酸中的(de)(de)抗(kang)總(zong)體(ti)腐(fu)蝕性能(neng)，但可(ke)以極大地提高材(cai)料抗(kang)點蝕和(he)縫腐(fu)蝕能(neng)力。但鋼中含有(you)氮，與碳(tan)一樣勢必會(hui)在鋼中形成(cheng)(cheng)氮化物和(he)碳(tan)化物，成(cheng)(cheng)為其一種(zhong)重要的(de)(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(dan)化(hua)物的析出(chu)與(yu)溫度有(you)關：

   ①. 它(ta)有一(yi)個(ge)敏感溫(wen)度(du)區(qu)，為(wei)600～1075℃，在(zai)這個(ge)溫(wen)度(du)區(qu)間氮化物(wu)析出敏感性較強并伴有第二(er)相析出。因此(ci)，應盡量避免在(zai)這個(ge)溫(wen)度(du)區(qu)間加工或服役(yi)，但(dan)可以(yi)通過高(gao)溫(wen)固溶處(chu)理以(yi)消除氮化物(wu)。

   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(liao)(liao)原始狀態(tai)有關，奧氏體不銹(xiu)鋼有固溶和(he)軋(ya)制兩種使用(yong)狀態(tai)，材料(liao)(liao)原始形態(tai)不同(tong)，氮(dan)化物(wu)析(xi)出行為也(ye)(ye)不同(tong)。冷軋(ya)后(hou)經退(tui)火(huo)處理(li)的氮(dan)化物(wu)析(xi)出速度延(yan)遲，隨著冷軋(ya)與退(tui)火(huo)次(ci)數增多，敏感溫(wen)度區間變窄，氮(dan)化物(wu)析(xi)出的機(ji)率也(ye)(ye)變小。故退(tui)火(huo)態(tai)合金較(jiao)不利于氮(dan)化物(wu)的品內析(xi)出。

c. σ相的析出 

  在(zai)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，σ相(xiang)(xiang)是一種鐵-鉻(ge)化合物，還包含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等其他合金元(yuan)素，σ相(xiang)(xiang)中(zhong)鉻(ge)質量(liang)分數大(da)約為47％。σ相(xiang)(xiang)通常在(zai)鉻(ge)質量(liang)分數達(da)到(dao)16％以上(shang)的鋼(gang)中(zhong)就會析(xi)出。由于鉻(ge)具有很強的擴散性，σ相(xiang)(xiang)在(zai)鐵素體中(zhong)的析(xi)出比在(zai)奧氏(shi)體中(zhong)快。σ相(xiang)(xiang)的析(xi)出將使材料韌性降低，硬度增加，有時還降低材料的耐蝕性。在(zai)所(suo)有不(bu)銹鋼(gang)的類型中(zhong)都有可能形成σ相(xiang)(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)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出比奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)容(rong)易，而且(qie)，加鉬(mu)后σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出更(geng)容(rong)易。奧氏體(ti)-鐵素體(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中，由于鉻含(han)量比較高，碳含(han)量比較低(di)，因此，比較容(rong)易析出σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)韌性的(de)(de)影響比奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)大。當(dang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)含(han)有(you)體(ti)積(ji)分數為1％的(de)(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，沖擊值就(jiu)會(hui)降低(di)50％；當(dang)含(han)有(you)體(ti)積(ji)分數為10％的(de)(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，材料就(jiu)完全(quan)脆化。