1. 不(bu)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(xiu)鋼次(ci)生(sheng)相對鋼材的(de)影響(xiang)

a. 碳化物 

  室溫下，碳在奧氏體不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. 氮化物的影響 

  氮(dan)(dan)(dan)與碳(tan)(tan)相比，氮(dan)(dan)(dan)是更有(you)效的(de)(de)(de)固溶強化(hua)(hua)(hua)元(yuan)(yuan)素，同(tong)時又可(ke)以(yi)促進晶粒細化(hua)(hua)(hua)；氮(dan)(dan)(dan)是奧氏體形(xing)(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素，可(ke)以(yi)減(jian)少合(he)金中的(de)(de)(de)鎳(nie)含量，降低鐵(tie)素體和(he)(he)形(xing)(xing)變的(de)(de)(de)馬(ma)氏體形(xing)(xing)成(cheng)能(neng)(neng)力；盡(jin)管(guan)氮(dan)(dan)(dan)不能(neng)(neng)明(ming)顯改善(shan)材料(liao)(liao)在(zai)(zai)酸中的(de)(de)(de)抗(kang)總體腐(fu)蝕性能(neng)(neng)，但可(ke)以(yi)極大地(di)提高材料(liao)(liao)抗(kang)點(dian)蝕和(he)(he)縫腐(fu)蝕能(neng)(neng)力。但鋼(gang)中含有(you)氮(dan)(dan)(dan)，與碳(tan)(tan)一樣勢必(bi)會在(zai)(zai)鋼(gang)中形(xing)(xing)成(cheng)氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)和(he)(he)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)，成(cheng)為其一種重要的(de)(de)(de)顯微(wei)組(zu)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(hua)物的析(xi)出與溫度有關：

   ①. 它有一個敏(min)感(gan)溫(wen)度區，為600～1075℃，在(zai)這(zhe)(zhe)個溫(wen)度區間氮(dan)化(hua)物析(xi)出敏(min)感(gan)性較強并伴有第(di)二(er)相析(xi)出。因此，應盡量避免在(zai)這(zhe)(zhe)個溫(wen)度區間加工或服役(yi)，但可以通過高溫(wen)固溶處理以消除氮(dan)化(hua)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. 與材料原始狀態(tai)有關，奧氏體不銹鋼有固(gu)溶和軋(ya)制(zhi)兩種使用狀態(tai)，材料原始形態(tai)不同(tong)，氮(dan)化物(wu)析出(chu)行為(wei)也不同(tong)。冷(leng)軋(ya)后經退火(huo)處理的氮(dan)化物(wu)析出(chu)速度(du)延遲，隨著(zhu)冷(leng)軋(ya)與退火(huo)次數增多，敏感溫度(du)區間變窄(zhai)，氮(dan)化物(wu)析出(chu)的機率也變小。故退火(huo)態(tai)合金較不利于氮(dan)化物(wu)的品(pin)內析出(chu)。

c. σ相的析出(chu) 

  在不(bu)銹鋼中(zhong)，σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)是一種鐵(tie)-鉻(ge)(ge)化合物，還(huan)包含(han)Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等(deng)其他合金(jin)元素(su)，σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)鉻(ge)(ge)質量(liang)分(fen)數大約為47％。σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)通常(chang)在鉻(ge)(ge)質量(liang)分(fen)數達到16％以(yi)上(shang)的鋼中(zhong)就(jiu)會析出(chu)。由于鉻(ge)(ge)具有很強的擴(kuo)散性(xing)，σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)在鐵(tie)素(su)體(ti)中(zhong)的析出(chu)比在奧氏體(ti)中(zhong)快。σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的析出(chu)將使(shi)材料(liao)韌(ren)性(xing)降低，硬(ying)度增加，有時(shi)還(huan)降低材料(liao)的耐蝕性(xing)。在所(suo)有不(bu)銹鋼的類(lei)型中(zhong)都有可能(neng)形(xing)成σ相(xiang)(xiang)(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)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)σ相(xiang)(xiang)(xiang)的析(xi)出比(bi)(bi)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)容(rong)易，而且，加(jia)鉬后σ相(xiang)(xiang)(xiang)的析(xi)出更容(rong)易。奧(ao)氏體(ti)-鐵素體(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，由于鉻含(han)量比(bi)(bi)較(jiao)高(gao)，碳(tan)含(han)量比(bi)(bi)較(jiao)低(di)，因此(ci)，比(bi)(bi)較(jiao)容(rong)易析(xi)出σ相(xiang)(xiang)(xiang)。σ相(xiang)(xiang)(xiang)對雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)韌性的影(ying)響比(bi)(bi)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)大。當(dang)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)含(han)有體(ti)積分數為1％的σ相(xiang)(xiang)(xiang)，沖擊(ji)值就會降(jiang)低(di)50％；當(dang)含(han)有體(ti)積分數為10％的σ相(xiang)(xiang)(xiang)，材料(liao)就完(wan)全(quan)脆(cui)化(hua)。