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)鋼次生相對鋼材(cai)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(hua)物的影響 

  氮(dan)(dan)(dan)與碳(tan)相比，氮(dan)(dan)(dan)是(shi)更有效的固溶強化(hua)(hua)元素，同時又可以(yi)促進晶粒細化(hua)(hua)；氮(dan)(dan)(dan)是(shi)奧(ao)氏(shi)體形(xing)(xing)成元素，可以(yi)減(jian)少合(he)金中(zhong)的鎳含量(liang)，降低(di)鐵素體和(he)(he)形(xing)(xing)變的馬氏(shi)體形(xing)(xing)成能力；盡管氮(dan)(dan)(dan)不能明顯改善材料(liao)在(zai)酸(suan)中(zhong)的抗總體腐蝕(shi)(shi)(shi)性能，但(dan)可以(yi)極(ji)大地提高材料(liao)抗點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)(he)縫腐蝕(shi)(shi)(shi)能力。但(dan)鋼中(zhong)含有氮(dan)(dan)(dan)，與碳(tan)一(yi)樣勢必(bi)會(hui)在(zai)鋼中(zhong)形(xing)(xing)成氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)物和(he)(he)碳(tan)化(hua)(hua)物，成為其一(yi)種重要的顯微組織。

  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(wen)度有關(guan)：

   ①. 它(ta)有(you)一個敏感(gan)溫度(du)(du)區(qu)，為600～1075℃，在這個溫度(du)(du)區(qu)間氮化(hua)物析出敏感(gan)性較(jiao)強(qiang)并伴有(you)第(di)二相析出。因(yin)此，應盡(jin)量(liang)避免在這個溫度(du)(du)區(qu)間加工(gong)或服役，但可以通過高(gao)溫固(gu)溶處理以消除氮化(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(yu)(yu)材料(liao)原始狀態(tai)(tai)有關，奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼有固(gu)溶和軋制兩(liang)種(zhong)使用狀態(tai)(tai)，材料(liao)原始形態(tai)(tai)不(bu)(bu)(bu)同，氮化(hua)(hua)物析出行為也不(bu)(bu)(bu)同。冷軋后經(jing)退火(huo)處(chu)理的(de)氮化(hua)(hua)物析出速度(du)延遲，隨著冷軋與(yu)(yu)退火(huo)次數增多(duo)，敏感溫度(du)區間(jian)變(bian)窄，氮化(hua)(hua)物析出的(de)機率也變(bian)小。故退火(huo)態(tai)(tai)合金較不(bu)(bu)(bu)利于(yu)氮化(hua)(hua)物的(de)品內析出。

c. σ相的析出 

  在(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼中，σ相是一種鐵-鉻(ge)化合物，還包含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等其(qi)他合金元素，σ相中鉻(ge)質(zhi)量分數大約為47％。σ相通常在(zai)(zai)鉻(ge)質(zhi)量分數達到(dao)16％以上的(de)(de)(de)鋼中就(jiu)會(hui)析出。由于(yu)鉻(ge)具(ju)有(you)(you)很強的(de)(de)(de)擴散性(xing)(xing)，σ相在(zai)(zai)鐵素體中的(de)(de)(de)析出比在(zai)(zai)奧(ao)氏體中快。σ相的(de)(de)(de)析出將(jiang)使(shi)材(cai)料(liao)韌性(xing)(xing)降低(di)，硬(ying)度增(zeng)加(jia)，有(you)(you)時(shi)還降低(di)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)。在(zai)(zai)所有(you)(you)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)類型中都有(you)(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。

  鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中σ相(xiang)的(de)析(xi)出(chu)比奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼容易(yi)，而且，加鉬后σ相(xiang)的(de)析(xi)出(chu)更容易(yi)。奧氏(shi)體-鐵素體雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中，由于(yu)鉻(ge)含(han)量比較(jiao)高，碳(tan)含(han)量比較(jiao)低，因此，比較(jiao)容易(yi)析(xi)出(chu)σ相(xiang)。σ相(xiang)對(dui)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼韌性的(de)影響比奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼大。當雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼含(han)有體積(ji)分數為1％的(de)σ相(xiang)，沖擊值就會(hui)降低50％；當含(han)有體積(ji)分數為10％的(de)σ相(xiang)，材(cai)料就完全脆化。