浙江至德鋼業有限公司在對核級奧氏體不銹鋼管焊接接頭性能分析過程中，發現晶間腐蝕試驗不合格，且發生晶間腐蝕開裂的位置為母材，通過分析發現導致母材晶間腐蝕不合格的原因可能是由于不合理的元素成分（過高的錳含量和過低的鎳含量）和不合理的熱處理制度導致了母材在敏化后微觀組織為奧氏體＋δ鐵素體＋σ相，從而使得晶間敏化時貧鉻更嚴重，同時針對該種情況給出了相應的預防措施。
18-8型奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因其具有較(jiao)高(gao)的強度、塑(su)形和良好的耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性能在(zai)核電站中廣泛(fan)應用(yong)，其中包括某些設(she)備(bei)的重要(yao)(yao)(yao)(yao)部件以(yi)及需(xu)承擔耐(nai)(nai)高(gao)溫、耐(nai)(nai)腐蝕(shi)等而(er)惡劣環境的重要(yao)(yao)(yao)(yao)系統管(guan)道。重要(yao)(yao)(yao)(yao)部件及管(guan)道用(yong)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)使用(yong)過程(cheng)中需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)復驗，同時在(zai)焊接(jie)(jie)過程(cheng)中還需(xu)要(yao)(yao)(yao)(yao)對焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行(xing)焊接(jie)(jie)工藝(yi)評定，其中就包括進行(xing)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)試驗。由于晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)對于奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的應用(yong)影響很大，且其發生過程(cheng)不(bu)易覺察，所(suo)以(yi)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)現(xian)象受到了廣泛(fan)關注。
至德(de)鋼(gang)業針對某(mou)一核(he)(he)(he)級奧氏體(ti)不銹鋼(gang)管(guan)在焊接(jie)實施前焊接(jie)工藝評定(ding)(ding)不合(he)格問(wen)題(ti)，進(jin)行(xing)了包括(kuo)化學(xue)成(cheng)分(fen)、力學(xue)性能(neng)、工藝性能(neng)、微觀組織、耐腐蝕性能(neng)等方面的(de)試驗(yan)，分(fen)析了造成(cheng)工藝評定(ding)(ding)不合(he)格的(de)原因主(zhu)要為晶間(jian)腐蝕試驗(yan)不合(he)格，并對造成(cheng)晶間(jian)腐蝕試驗(yan)不合(he)格的(de)原因進(jin)行(xing)了分(fen)析，并提出了避(bi)免該種(zhong)問(wen)題(ti)出現(xian)的(de)相關(guan)措施，從而為核(he)(he)(he)級奧氏體(ti)不銹鋼(gang)在核(he)(he)(he)電站中的(de)廣(guang)泛應用提供一定(ding)(ding)的(de)理論基礎。
一、焊接接頭(tou)的制備(bei)與試驗方法
1. 焊接接頭的制備
母(mu)材為(wei)Z2CN18.10，規格為(wei)Φ21.3mm×3.37mm，填充焊(han)絲為(wei)ER316L，規格為(wei)Φ2.0，焊(han)接(jie)(jie)工藝為(wei)惰性氣體保護鎢極(ji)電弧焊(han)（TIG）。對焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行無損檢測(ce)(ce)(ce)，包括目視檢測(ce)(ce)(ce)、滲透檢測(ce)(ce)(ce)和射線檢測(ce)(ce)(ce)，結果表明焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)表面缺陷(xian)及內部缺陷(xian)在采購規定(ding)的(de)要求范(fan)圍之內。
2. 試驗方法及試驗結果
為了檢(jian)驗(yan)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭是(shi)否滿足要求(qiu)，從(cong)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭上分(fen)(fen)別取樣進行化學成分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)、橫(heng)向(xiang)拉伸、彎曲、微觀組(zu)織、晶間腐蝕等(deng)試驗(yan)項目(mu)，具(ju)體要求(qiu)如下(xia)。
a. 化學(xue)成分(fen)
按照GB/T 20066-2001的(de)規(gui)定(ding)從(cong)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)上截取試樣，試驗方法(fa)按照GB/T 11170-2008的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)在(zai)(zai)(zai)M5000直讀光譜(pu)儀(yi)進行。化學成分分析(xi)結果如表所示，從(cong)表中可(ke)以看出測量(liang)(liang)值(zhi)符合規(gui)范要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)，同時雜(za)質元(yuan)素(su)(su)銅(tong)、硼(peng)、氮、磷、硫等含(han)(han)(han)量(liang)(liang)較低(di)，這(zhe)可(ke)以保證焊(han)接(jie)質量(liang)(liang)的(de)可(ke)靠性(xing)；另(ling)(ling)外(wai)其(qi)中還含(han)(han)(han)有微(wei)量(liang)(liang)的(de)穩定(ding)化元(yuan)素(su)(su)鈮，元(yuan)素(su)(su)鈮的(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)是(shi)為了形成碳化物，從(cong)而(er)降低(di)基體(ti)中的(de)碳含(han)(han)(han)量(liang)(liang)，從(cong)而(er)對于(yu)提高材料的(de)抗晶(jing)間(jian)腐蝕能力有益；另(ling)(ling)外(wai)根據Delong圖計算得到(dao)δ鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)約為6％，符合規(gui)范要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)在(zai)(zai)(zai)5～15％的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)。焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)中一定(ding)量(liang)(liang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，是(shi)為了提高焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)在(zai)(zai)(zai)凝固(gu)過程中的(de)強度，從(cong)而(er)避免(mian)凝固(gu)收縮(suo)形成的(de)張力將(jiang)焊(han)縫(feng)撕裂。
b. 橫(heng)向拉伸
按照(zhao)GB/T 2651-2008的(de)規定截取管接(jie)頭板狀試(shi)(shi)樣，其中試(shi)(shi)樣平(ping)行(xing)長度(du)(du)(du)部分的(de)寬度(du)(du)(du)為6mm，試(shi)(shi)驗設備均為WAW-300液壓(ya)萬(wan)能(neng)試(shi)(shi)驗機(ji)。拉(la)伸試(shi)(shi)驗結果(guo)表明(ming)焊接(jie)接(jie)頭的(de)抗(kang)拉(la)強度(du)(du)(du)Rm為575MPa，滿足規范要求(qiu)的(de)不低于490MPa的(de)要求(qiu)，同時斷(duan)裂位置在焊縫以外區域(yu)，這(zhe)說明(ming)焊接(jie)接(jie)頭強度(du)(du)(du)優于母材強度(du)(du)(du)。
c. 彎曲
根據GB/T 2653-2008的(de)(de)規(gui)定(ding)，截(jie)取橫向彎曲(qu)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)，其中試(shi)(shi)樣(yang)(yang)厚(hou)度(du)(du)為(wei)鋼管(guan)厚(hou)度(du)(du)（3.37mm），試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)寬度(du)(du)為(wei)8mm，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)長度(du)(du)為(wei)100mm，且焊(han)縫處于試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)中間位置，試(shi)(shi)驗(yan)設(she)備為(wei)WAW-300液壓(ya)萬能(neng)試(shi)(shi)驗(yan)機。截(jie)取4個橫向彎曲(qu)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)，其中2個進(jin)行面彎試(shi)(shi)驗(yan)，2個進(jin)行背彎試(shi)(shi)驗(yan)，彎曲(qu)過程所采(cai)用的(de)(de)圓形壓(ya)頭直徑(jing)為(wei)15mm，彎曲(qu)角度(du)(du)為(wei)180°，試(shi)(shi)驗(yan)結果(guo)均未發現有裂紋或其他缺(que)陷產(chan)生。
d. 微觀組(zu)織
從焊接(jie)接(jie)頭上截(jie)取長度為(wei)30mm的管段，沿(yan)縱截(jie)面監測焊縫(feng)和焊縫(feng)附近(jin)區域的微(wei)觀組織，侵蝕劑為(wei)300mL HCl＋500gFeCl 3＋700mlH2O，侵蝕時間2秒，然后在(zai)CMM-40E金相顯微(wei)鏡上觀察不同區域的微(wei)觀組織。
焊縫處的(de)微(wei)觀組織如圖所示，可(ke)以看出(chu)存(cun)在明顯的(de)兩種(zhong)組織，根據表(biao)中(zhong)的(de)化(hua)學成分(fen)(fen)分(fen)(fen)析及Delong圖計算(suan)結果可(ke)知，該組織主要(yao)為奧氏體(ti)(ti)的(de)基(ji)(ji)體(ti)(ti)和沿奧氏體(ti)(ti)基(ji)(ji)體(ti)(ti)分(fen)(fen)布的(de)枝狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)，由于該鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)為直接(jie)從液相(xiang)中(zhong)析出(chu)，可(ke)以判(pan)(pan)斷(duan)出(chu)為δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)，據此可(ke)以判(pan)(pan)斷(duan)得(de)出(chu)焊縫處的(de)組織為鑄(zhu)態的(de)奧氏體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)。
焊縫附近熱影響區(qu)的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)如圖(tu)所示，可以看(kan)出該(gai)區(qu)域的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)結構和焊縫的(de)鑄態(tai)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)明(ming)顯(xian)不(bu)同，出現(xian)了(le)經加工和熱處理后由(you)于材料發生再結晶而存在(zai)的(de)明(ming)顯(xian)晶界(jie)，同時晶內(nei)出現(xian)了(le)異與(yu)基體的(de)其他(ta)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)，且存在(zai)一(yi)定數量的(de)孿晶。
另外(wai)，母材(cai)區(qu)域(yu)的(de)(de)(de)微觀(guan)(guan)組(zu)織如圖(tu)所示，根據張文華的(de)(de)(de)研(yan)究，鉻(ge)－鎳型奧氏體(ti)(ti)(ti)不銹鋼在(zai)1100～1300℃固溶處理過程后，其(qi)δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)含(han)量隨著(zhu)固溶溫度的(de)(de)(de)升高而(er)增(zeng)加，根據F-2A型鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)儀測(ce)母材(cai)的(de)(de)(de)微觀(guan)(guan)組(zu)織中除(chu)(chu)了(le)奧氏體(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)外(wai)，還包(bao)括7.3％的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)，據此推(tui)測(ce)此鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)應(ying)為(wei)δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)；除(chu)(chu)δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)，還可以觀(guan)(guan)測(ce)得知在(zai)部分晶界存(cun)在(zai)碳化物析出；同時(shi)對δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)析出區(qu)域(yu)放大倍(bei)數進(jin)一步進(jin)行觀(guan)(guan)察，如圖(tu)所示，可以看出在(zai)條形(xing)δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)周圍存(cun)在(zai)其(qi)它(ta)塊狀(zhuang)析出相(xiang)，利用平(ping)衡(heng)相(xiang)圖(tu)計算結果及相(xiang)關研(yan)究，可分析得知該析出相(xiang)為(wei)σ相(xiang)。
e. 晶(jing)間腐蝕
晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)按照GB／T4334.5-2000的(de)(de)(de)(de)規(gui)定進行(xing)，試(shi)樣長度為(wei)(wei)100mm，寬(kuan)為(wei)(wei)20mm的(de)(de)(de)(de)厚度為(wei)(wei)管材壁厚的(de)(de)(de)(de)條(tiao)形試(shi)樣；晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)前(qian)應對(dui)試(shi)樣進行(xing)敏(min)化(hua)(hua)，敏(min)化(hua)(hua)溫度為(wei)(wei)650℃，敏(min)化(hua)(hua)保(bao)溫時間(jian)為(wei)(wei)2小時，保(bao)溫后(hou)在(zai)空氣中(zhong)冷卻(que)；晶(jing)界腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)介質是按照該標準要求配(pei)置的(de)(de)(de)(de)硫酸－硫酸銅溶液；試(shi)驗(yan)完成后(hou)，取(qu)出試(shi)樣，洗(xi)凈、干燥、并進行(xing)聲響(xiang)試(shi)驗(yan)和彎(wan)曲(qu)試(shi)驗(yan)，彎(wan)曲(qu)角度為(wei)(wei)180°。試(shi)驗(yan)結(jie)果發現，在(zai)靠近焊(han)縫熱影響(xiang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)母材區(qu)域(yu)存在(zai)裂(lie)紋，而焊(han)縫區(qu)域(yu)無裂(lie)紋，這表明母材的(de)(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)結(jie)果不合格(ge)。
f. 母材性能
根(gen)據(ju)(ju)母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)質量(liang)證明文件(jian)，可知(zhi)母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)化(hua)學成分，具體如表(biao)所示(shi)。根(gen)據(ju)(ju)表(biao)的(de)(de)(de)結果可以看(kan)出，錳(meng)含(han)量(liang)接近上限，鎳含(han)量(liang)接近下限，且根(gen)據(ju)(ju)Delong圖計算(suan)得(de)到母(mu)材(cai)中的(de)(de)(de)δ鐵素體含(han)量(liang)約為(wei)8％。同時(shi)，母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)拉(la)伸性(xing)能結果表(biao)明其(qi)室溫(wen)抗拉(la)強度為(wei)575MPa，滿足采購技(ji)(ji)術規(gui)(gui)格書(shu)中不低(di)于490MPa的(de)(de)(de)要求；屈服強度為(wei)260MPa，滿足采購技(ji)(ji)術規(gui)(gui)格書(shu)中不低(di)于175MPa的(de)(de)(de)要求。
二、分(fen)析討(tao)論(lun)
根據對焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)化學成(cheng)分、力學性(xing)能、彎曲、微(wei)觀(guan)組織、晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)的(de)(de)結(jie)果，可以看(kan)出(chu)(chu)該焊接(jie)接(jie)頭是(shi)(shi)不(bu)符合要(yao)求(qiu)的(de)(de)，主要(yao)原因(yin)(yin)是(shi)(shi)由于母材區域(yu)在(zai)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)試驗(yan)過程中的(de)(de)彎曲檢測中出(chu)(chu)現開(kai)裂造成(cheng)的(de)(de)。對于奧氏體(ti)不(bu)銹鋼而言，晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)主要(yao)原因(yin)(yin)是(shi)(shi)因(yin)(yin)為(wei)不(bu)銹鋼在(zai)熱處理過程中發生了“敏化”，即沿晶(jing)界析出(chu)(chu)M23C6碳(tan)化物（其中的(de)(de)M主要(yao)指鉻和鐵），導(dao)致晶(jing)界附近貧鉻，同時遠離晶(jing)界基體(ti)中的(de)(de)鉻在(zai)短時間(jian)無法擴(kuo)散到晶(jing)界，使得晶(jing)界附近的(de)(de)鉻含(han)量低于材料發生腐蝕(shi)(shi)所要(yao)求(qiu)的(de)(de)最(zui)低值(zhi)，從而導(dao)致在(zai)腐蝕(shi)(shi)溶液中晶(jing)界位置優(you)先被侵蝕(shi)(shi)，最(zui)后(hou)導(dao)致材料失(shi)效。
研究表明，在奧氏體不銹(xiu)鋼中一(yi)定含(han)量(liang)的(de)(de)(de)δ鐵(tie)體有助于(yu)(yu)提高(gao)(gao)合金(jin)的(de)(de)(de)抗晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能，這(zhe)主要是由(you)于(yu)(yu)δ鐵(tie)素體與(yu)奧氏體界(jie)(jie)(jie)面的(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面能比(bi)奧氏體晶界(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面能低，使(shi)得M23C6碳化(hua)(hua)物(wu)優先在δ鐵(tie)素體與(yu)奧氏體界(jie)(jie)(jie)面上析(xi)(xi)(xi)出；同時(shi)該相(xiang)界(jie)(jie)(jie)面的(de)(de)(de)存在相(xiang)當于(yu)(yu)增加了(le)碳化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出區(qu)域面積，使(shi)得單(dan)位(wei)面積上的(de)(de)(de)碳化(hua)(hua)物(wu)濃度降低，從而使(shi)得材(cai)(cai)料(liao)發(fa)生“敏(min)化(hua)(hua)”晶界(jie)(jie)(jie)附(fu)近(jin)區(qu)域鉻含(han)量(liang)也(ye)不至于(yu)(yu)過(guo)低，從而減(jian)少材(cai)(cai)料(liao)形成晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)敏(min)感性(xing)。另外，如果奧氏體不銹(xiu)鋼中錳過(guo)高(gao)(gao)，鎳含(han)量(liang)較低時(shi)則(ze)容(rong)易形成σ相(xiang)。σ相(xiang)是一(yi)種含(han)有較高(gao)(gao)鉻含(han)量(liang)的(de)(de)(de)Cr-Fe金(jin)屬間(jian)(jian)化(hua)(hua)合物(wu)，當其沿(yan)晶界(jie)(jie)(jie)析(xi)(xi)(xi)出時(shi)，同時(shi)將使(shi)晶界(jie)(jie)(jie)周圍(wei)形成貧鉻區(qu)，從而使(shi)得材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)(shi)更敏(min)感。
根(gen)(gen)據(ju)對(dui)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)和(he)母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)析(xi)(xi)，可以(yi)(yi)得(de)(de)知焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)最終(zhong)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)奧氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti)＋δ鐵素體(ti)，且(qie)焊(han)(han)(han)縫為(wei)鑄態(tai)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)，因此根(gen)(gen)據(ju)最終(zhong)金(jin)相(xiang)檢查的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)結果可以(yi)(yi)得(de)(de)知焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)完(wan)成后沒(mei)有(you)發(fa)生明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)；母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)微(wei)觀(guan)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)奧氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti)＋δ鐵素體(ti)＋σ相(xiang)，同時(shi)在(zai)(zai)某些晶(jing)(jing)(jing)界部分(fen)發(fa)現有(you)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)；由于(yu)富鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)σ相(xiang)在(zai)(zai)靠近δ鐵素體(ti)區域析(xi)(xi)出(chu)，這將使(shi)(shi)得(de)(de)奧氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)降低(di)，另外某些晶(jing)(jing)(jing)界存(cun)在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物析(xi)(xi)出(chu)，這就使(shi)(shi)得(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界附近的(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更為(wei)嚴(yan)重。根(gen)(gen)據(ju)化(hua)(hua)(hua)(hua)學成分(fen)結果可知焊(han)(han)(han)縫區域的(de)(de)(de)(de)δ鐵素體(ti)含量(liang)要高于(yu)母(mu)材(cai)(cai)，同時(shi)焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)鑄態(tai)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)由于(yu)無明顯(xian)晶(jing)(jing)(jing)界也無明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)現象，導(dao)致(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在(zai)(zai)敏(min)(min)化(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)未發(fa)生開(kai)裂(lie)；而母(mu)材(cai)(cai)由于(yu)即在(zai)(zai)基(ji)體(ti)中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)σ相(xiang)析(xi)(xi)出(chu)，導(dao)致(zhi)基(ji)體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)降低(di)，同時(shi)某些晶(jing)(jing)(jing)界存(cun)在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)，導(dao)致(zhi)晶(jing)(jing)(jing)界區域的(de)(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更為(wei)嚴(yan)重，最終(zhong)使(shi)(shi)得(de)(de)母(mu)材(cai)(cai)在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)腐蝕環境中(zhong)發(fa)生晶(jing)(jing)(jing)間腐蝕開(kai)裂(lie)。
對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)18/8型(xing)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼，一(yi)(yi)般在交貨前(qian)均要求進(jin)行最終固溶熱處(chu)理(li)(li)(li)，固溶熱處(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)度為1050～1150℃，保(bao)溫(wen)時間約為10min，該(gai)(gai)熱處(chu)理(li)(li)(li)將會(hui)保(bao)證(zheng)該(gai)(gai)類(lei)型(xing)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織，只不(bu)過(guo)由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)很少(shao)(shao)，不(bu)易(yi)被(bei)覺察到(dao)因此一(yi)(yi)般被(bei)認為是單一(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。另外(wai)，當18/8型(xing)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有較高(gao)的(de)(de)(de)(de)錳(meng)和(he)氮(dan)時，在500℃～900℃長時間加熱，則(ze)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)形成傾(qing)向就會(hui)比(bi)較強(qiang)烈(lie)。對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)本文(wen)中(zhong)(zhong)出(chu)現的(de)(de)(de)(de)該(gai)(gai)種焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)在晶界試驗中(zhong)(zhong)需要對(dui)(dui)(dui)試樣進(jin)行敏(min)化(hua)(hua)，而(er)(er)敏(min)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)溫(wen)度正處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)溫(wen)度范圍(wei)，同(tong)時在母材(cai)(cai)中(zhong)(zhong)錳(meng)含(han)量(liang)(liang)處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)上(shang)限(xian)、鎳(nie)(nie)含(han)量(liang)(liang)處(chu)于(yu)(yu)(yu)(yu)下限(xian)，從而(er)(er)對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)形成較為有利(li)。而(er)(er)對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)熔覆(fu)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)錳(meng)含(han)量(liang)(liang)為1.60％，鎳(nie)(nie)含(han)量(liang)(liang)為12.09％，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)母材(cai)(cai)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)錳(meng)含(han)量(liang)(liang)為1.904％，鎳(nie)(nie)含(han)量(liang)(liang)為9.348％具(ju)有較低的(de)(de)(de)(de)錳(meng)和(he)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)，且(qie)δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)也(ye)更少(shao)(shao)，從而(er)(er)導致了在相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)條件下焊縫區域沒有σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)產生。另外(wai)，由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)鉻(ge)(ge)是鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成元素(su)，鎳(nie)(nie)是奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成元素(su)，因此δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)(liang)要明顯高(gao)于(yu)(yu)(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)，則(ze)δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)將更容易(yi)析(xi)出(chu)富(fu)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，這也(ye)與圖中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)檢(jian)查結果相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)吻(wen)合。
綜(zong)上(shang)分(fen)析可(ke)知(zhi)，由(you)于母材中的錳含量較高(gao)、鎳含量較低(di)，導(dao)致其在(zai)晶(jing)間腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗的敏化過程中形成(cheng)了奧氏體＋δ鐵素體＋σ相的微觀組織，且同時沿(yan)晶(jing)界存在(zai)碳(tan)化物析出，這(zhe)導(dao)致了晶(jing)間腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗不(bu)合格；而(er)(er)焊(han)接接頭中由(you)于僅存在(zai)δ鐵素體，無σ相和碳(tan)化物析出，而(er)(er)單一的δ鐵素體對于奧氏體不(bu)銹鋼抗(kang)晶(jing)間腐蝕(shi)是(shi)有益的，從而(er)(er)其在(zai)晶(jing)間腐蝕(shi)試(shi)(shi)驗過程中未發現有裂紋。
三、結(jie)論(lun)及建議
1. 導(dao)(dao)致焊接(jie)接(jie)頭晶間腐蝕(shi)試(shi)驗不合格(ge)(ge)的(de)(de)主要部位在(zai)母材(cai)區域，而導(dao)(dao)致母材(cai)晶間腐蝕(shi)試(shi)驗不合格(ge)(ge)的(de)(de)原(yuan)因是由于不合理的(de)(de)元素成分(fen)（過(guo)高(gao)的(de)(de)錳含量和過(guo)低(di)的(de)(de)鎳含量）導(dao)(dao)致在(zai)敏化后母材(cai)的(de)(de)微觀組織為(wei)奧(ao)氏體＋δ鐵(tie)素體＋σ相，從而導(dao)(dao)致母材(cai)的(de)(de)抗(kang)晶間腐蝕(shi)性能降低(di)；
2. 建議在奧(ao)氏體不銹鋼制造過程中(zhong)鎳含(han)量應取中(zhong)間值范圍，錳含(han)量取較低值。
