在18-8型不銹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(jing)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)(gao)溫過(guo)熱(re)是指含(han)(han)鈦(tai)或(huo)含(han)(han)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong),碳(tan)和鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)親(qin)合力比鉻大,首先形(xing)成鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化物(wu)。若(ruo)鋼(gang)中(zhong)(zhong)鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)足夠高(gao)(gao)時(shi)就不(bu)會形(xing)成鉻的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化物(wu),且保證(zheng)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)鉻的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)不(bu)降(jiang)低,不(bu)會出(chu)現貧鉻現象,此時(shi)具有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)抗晶間腐(fu)蝕能力。但(dan)是,在焊接時(shi),在焊接熱(re)影響區(qu)過(guo)熱(re)區(qu)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫下(xia),鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化物(wu)向(xiang)奧氏體相(xiang)溶解。在高(gao)(gao)溫下(xia),碳(tan)比鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)擴散速度大得多,所(suo)以溶解的(de)(de)(de)(de)碳(tan)可(ke)以迅(xun)速向(xiang)晶界處遷(qian)移(yi)。冷(leng)卻后,奧氏體相(xiang)溶解有較多的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)原(yuan)子,而晶界處含(han)(han)有較多的(de)(de)(de)(de)碳(tan)原(yuan)子,鈦(tai)或(huo)鈮(ni)(ni)(ni)(ni)就失去了穩定碳(tan)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。
2. 中溫敏化(hua)是(shi)指溶解了(le)鈦或鈮的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)焊接接頭被加熱(如多層焊或工作溫度)到450~850℃的(de)(de)(de)危險溫度,鈦或鈮在(zai)奧氏體相里的(de)(de)(de)擴(kuo)散速度非常慢,沒有可能移到晶界(jie)使碳(tan)再次與鉻(ge)結合,于是(shi)在(zai)晶界(jie)附(fu)近(jin)的(de)(de)(de)Cr在(zai)此(ci)處(chu)形成碳(tan)化(hua)鉻(ge),產生Cr的(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu),使晶界(jie)貧鉻(ge)而產生一種特殊的(de)(de)(de)晶間腐(fu)蝕(shi)。由于是(shi)在(zai)焊縫兩(liang)側的(de)(de)(de)對稱(cheng)的(de)(de)(de)較窄(zhai)區(qu)域發生的(de)(de)(de),形如刀狀,故稱(cheng)之“刀狀腐(fu)蝕(shi)'。