1. 不銹鋼的主要(yao)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(bu)銹鋼次(ci)生相(xiang)對鋼材的影響(xiang)

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。

  碳化物對鐵素體不銹(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(hua)物的影響 

  氮(dan)(dan)與碳(tan)(tan)相比，氮(dan)(dan)是(shi)更有(you)(you)效的固溶(rong)強化(hua)元素(su)，同時又可以促(cu)進晶(jing)粒細化(hua)；氮(dan)(dan)是(shi)奧氏(shi)體形(xing)成元素(su)，可以減少合金中的鎳含(han)量(liang)，降(jiang)低鐵素(su)體和(he)形(xing)變的馬氏(shi)體形(xing)成能(neng)力；盡管(guan)氮(dan)(dan)不能(neng)明顯改善材(cai)料在酸(suan)中的抗(kang)總體腐蝕(shi)性能(neng)，但(dan)可以極大地提(ti)高材(cai)料抗(kang)點(dian)蝕(shi)和(he)縫腐蝕(shi)能(neng)力。但(dan)鋼中含(han)有(you)(you)氮(dan)(dan)，與碳(tan)(tan)一(yi)樣勢必會在鋼中形(xing)成氮(dan)(dan)化(hua)物和(he)碳(tan)(tan)化(hua)物，成為(wei)其一(yi)種重要(yao)的顯微組織(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(dan)化物的析(xi)出(chu)與溫度有關：

   ①. 它有一個敏感溫(wen)度區，為600～1075℃，在(zai)這個溫(wen)度區間氮化物析(xi)出(chu)敏感性較強并伴(ban)有第二相析(xi)出(chu)。因此，應(ying)盡量避免在(zai)這個溫(wen)度區間加工或(huo)服役(yi)，但可以通(tong)過高(gao)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(cai)料原始(shi)狀態(tai)(tai)有(you)關(guan)，奧氏體不銹鋼有(you)固溶和軋制兩種使用(yong)狀態(tai)(tai)，材(cai)料原始(shi)形態(tai)(tai)不同(tong)，氮化物析出行為也不同(tong)。冷軋后(hou)經退(tui)(tui)火處理的氮化物析出速度(du)延遲，隨著冷軋與退(tui)(tui)火次數(shu)增多，敏感(gan)溫度(du)區(qu)間變窄，氮化物析出的機率也變小(xiao)。故(gu)退(tui)(tui)火態(tai)(tai)合金較不利(li)于氮化物的品內析出。

c. σ相(xiang)的析出 

  在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，σ相是(shi)一種鐵-鉻化(hua)合物(wu)，還(huan)包含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等其(qi)他合金(jin)元素，σ相中(zhong)(zhong)鉻質(zhi)量分數大約為47％。σ相通常在鉻質(zhi)量分數達到16％以上的(de)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)就會析出(chu)。由(you)于鉻具有(you)很強的(de)擴散(san)性，σ相在鐵素體中(zhong)(zhong)的(de)析出(chu)比在奧氏體中(zhong)(zhong)快。σ相的(de)析出(chu)將使材料韌性降低(di)，硬(ying)度增(zeng)加，有(you)時(shi)還(huan)降低(di)材料的(de)耐(nai)蝕性。在所有(you)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)類型中(zhong)(zhong)都(dou)有(you)可能形成σ相。

  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(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中σ相(xiang)(xiang)的析(xi)出比(bi)(bi)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)容(rong)易，而且(qie)，加鉬后σ相(xiang)(xiang)的析(xi)出更容(rong)易。奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵素(su)體(ti)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中，由(you)于鉻含(han)量(liang)比(bi)(bi)較(jiao)高，碳(tan)含(han)量(liang)比(bi)(bi)較(jiao)低，因此，比(bi)(bi)較(jiao)容(rong)易析(xi)出σ相(xiang)(xiang)。σ相(xiang)(xiang)對雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)韌性的影響(xiang)比(bi)(bi)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)大。當(dang)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)含(han)有(you)體(ti)積分(fen)數為1％的σ相(xiang)(xiang)，沖(chong)擊值(zhi)就會降低50％；當(dang)含(han)有(you)體(ti)積分(fen)數為10％的σ相(xiang)(xiang)，材料就完全脆化。