在18-8型不銹(xiu)鋼的焊縫金屬中滲入穩定化合金元素鈦、鈮、鋯等,可以消除圖3-1a和圖3-1b兩種形式的晶間腐蝕,但又可能會出現如圖3-1c中的腐蝕現象,即順著焊縫金屬的熔合線發生像刀切一樣的腐蝕,稱它為刀狀腐蝕。刀狀腐蝕是順著焊縫熔合線向板厚度方向深人,并慢慢地向母材金屬和焊縫金屬發展,如圖3-3所示。刀狀腐蝕將成為制約焊接結構使用壽命的薄弱環節。
刀狀腐蝕只是焊接接頭出現的一種特殊的晶間腐蝕,它也與Cr的C化合物(Cr23C6)析出有關。它經歷了高溫過熱和中溫敏化兩個熱過程而發生的。
1. 高(gao)溫(wen)過熱(re)是(shi)指含(han)(han)鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)含(han)(han)鈮(ni)(ni)的奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中,碳(tan)和鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的親合力(li)比鉻(ge)大,首先(xian)形成(cheng)鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)。若(ruo)鋼中鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的含(han)(han)量足(zu)夠(gou)高(gao)時就不(bu)會形成(cheng)鉻(ge)的碳(tan)化(hua)物(wu)(wu),且(qie)保證奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中鉻(ge)的含(han)(han)量不(bu)降低,不(bu)會出現(xian)貧鉻(ge)現(xian)象,此時具有(you)較高(gao)的抗晶間腐蝕能力(li)。但是(shi),在(zai)焊接(jie)(jie)時,在(zai)焊接(jie)(jie)熱(re)影(ying)響區過熱(re)區的高(gao)溫(wen)下(xia)(xia),鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的碳(tan)化(hua)物(wu)(wu)向(xiang)奧氏體(ti)相(xiang)溶(rong)解。在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)(xia),碳(tan)比鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)的擴散速(su)度大得多,所以(yi)溶(rong)解的碳(tan)可以(yi)迅(xun)速(su)向(xiang)晶界處遷(qian)移(yi)。冷卻(que)后,奧氏體(ti)相(xiang)溶(rong)解有(you)較多的鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)原子,而晶界處含(han)(han)有(you)較多的碳(tan)原子,鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鈮(ni)(ni)就失去了穩定碳(tan)的作用(yong)。
2. 中(zhong)溫(wen)敏化是(shi)指溶解了鈦(tai)或(huo)(huo)鈮的(de)(de)碳化物的(de)(de)焊接接頭被加(jia)熱(re)(如(ru)多層焊或(huo)(huo)工作溫(wen)度(du))到450~850℃的(de)(de)危險溫(wen)度(du),鈦(tai)或(huo)(huo)鈮在奧氏體相里的(de)(de)擴散速度(du)非常(chang)慢,沒有可(ke)能移到晶(jing)界使碳再次與鉻(ge)結合,于是(shi)在晶(jing)界附近的(de)(de)Cr在此處(chu)形成碳化鉻(ge),產生Cr的(de)(de)碳化物,使晶(jing)界貧鉻(ge)而產生一種特殊(shu)的(de)(de)晶(jing)間腐蝕。由于是(shi)在焊縫兩側的(de)(de)對(dui)稱(cheng)的(de)(de)較窄區域發(fa)生的(de)(de),形如(ru)刀(dao)狀(zhuang)(zhuang),故稱(cheng)之“刀(dao)狀(zhuang)(zhuang)腐蝕'。