1. 不(bu)銹鋼(gang)的主(zhu)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響

a. 碳(tan)化物(wu) 

  室溫下，碳在奧氏體不銹鋼(gang)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(ti)不銹(xiu)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(jian)腐(fu)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. 氮化物的影響 

  氮(dan)與(yu)碳相(xiang)比，氮(dan)是(shi)更有(you)效的(de)(de)(de)固溶強化(hua)元素，同時又可以(yi)促進晶粒細化(hua)；氮(dan)是(shi)奧氏體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)元素，可以(yi)減少合金中的(de)(de)(de)鎳含量，降低鐵(tie)素體(ti)和(he)(he)形(xing)(xing)變的(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)能力(li)；盡管氮(dan)不能明(ming)顯改善(shan)材料在酸(suan)中的(de)(de)(de)抗總(zong)體(ti)腐(fu)蝕性(xing)能，但可以(yi)極大地提(ti)高(gao)材料抗點蝕和(he)(he)縫腐(fu)蝕能力(li)。但鋼(gang)中含有(you)氮(dan)，與(yu)碳一樣勢(shi)必會在鋼(gang)中形(xing)(xing)成(cheng)氮(dan)化(hua)物和(he)(he)碳化(hua)物，成(cheng)為其一種(zhong)重要的(de)(de)(de)顯微組織(zhi)。

  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。

  氮化物的析出與溫度(du)有關：

   ①. 它有一個敏感溫(wen)(wen)度區，為600～1075℃，在這個溫(wen)(wen)度區間(jian)氮化物析出(chu)敏感性較(jiao)強并伴有第二(er)相析出(chu)。因此，應盡(jin)量避免在這個溫(wen)(wen)度區間(jian)加工或服役，但(dan)可以(yi)通(tong)過高溫(wen)(wen)固溶處理以(yi)消(xiao)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(yu)材料原(yuan)始狀(zhuang)(zhuang)態(tai)有(you)關(guan)，奧氏體不(bu)銹鋼有(you)固(gu)溶和軋(ya)制兩種使用狀(zhuang)(zhuang)態(tai)，材料原(yuan)始形態(tai)不(bu)同，氮化物(wu)析(xi)(xi)出(chu)(chu)行為也不(bu)同。冷軋(ya)后經退(tui)火(huo)(huo)處(chu)理的(de)氮化物(wu)析(xi)(xi)出(chu)(chu)速度(du)延遲，隨著冷軋(ya)與(yu)退(tui)火(huo)(huo)次數(shu)增多(duo)，敏感溫度(du)區(qu)間(jian)變窄，氮化物(wu)析(xi)(xi)出(chu)(chu)的(de)機率也變小。故退(tui)火(huo)(huo)態(tai)合金較不(bu)利(li)于氮化物(wu)的(de)品內(nei)析(xi)(xi)出(chu)(chu)。

c. σ相的(de)析出(chu) 

  在(zai)不銹鋼中(zhong)(zhong)，σ相(xiang)是一種鐵(tie)-鉻(ge)(ge)化合物，還包(bao)含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等其他合金元素(su)，σ相(xiang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)質量(liang)分數大約(yue)為(wei)47％。σ相(xiang)通常在(zai)鉻(ge)(ge)質量(liang)分數達到16％以上的鋼中(zhong)(zhong)就會析出。由(you)于鉻(ge)(ge)具有很(hen)強的擴散(san)性，σ相(xiang)在(zai)鐵(tie)素(su)體中(zhong)(zhong)的析出比在(zai)奧氏(shi)體中(zhong)(zhong)快(kuai)。σ相(xiang)的析出將使材(cai)料(liao)(liao)韌性降(jiang)低(di)，硬(ying)度(du)增加(jia)，有時還降(jiang)低(di)材(cai)料(liao)(liao)的耐蝕性。在(zai)所有不銹鋼的類型中(zhong)(zhong)都有可(ke)能(neng)形成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(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中σ相(xiang)(xiang)的(de)析出比(bi)(bi)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)容(rong)(rong)易，而(er)且，加鉬(mu)后σ相(xiang)(xiang)的(de)析出更容(rong)(rong)易。奧氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中，由于鉻含(han)量比(bi)(bi)較高，碳(tan)含(han)量比(bi)(bi)較低(di)，因(yin)此，比(bi)(bi)較容(rong)(rong)易析出σ相(xiang)(xiang)。σ相(xiang)(xiang)對雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)韌性(xing)的(de)影響比(bi)(bi)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)大。當(dang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)含(han)有體(ti)(ti)積(ji)分數為1％的(de)σ相(xiang)(xiang)，沖擊值就會(hui)降(jiang)低(di)50％；當(dang)含(han)有體(ti)(ti)積(ji)分數為10％的(de)σ相(xiang)(xiang)，材料就完全脆(cui)化。