文 献 综 述

随着”工业4.0”时代的到来, 工业的发展步伐进一步加大, 而不锈钢因其自身具有的耐腐蚀性、力学性能良好等特点被广泛应用于工业的生产加工中。不锈钢的分类方法比较多,通常按照钢的组织结构分为铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体双相钢，其中奥氏体不锈钢最为重要，其生产量和使用量都占不锈钢总产量和用量的70%，钢号种类也最多。奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni约8%~10%、Ｃ约0.1% 时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，通过添加其它元素可获得优良切削性和耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

奥氏体不锈钢自1913年在德国问世以来，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色。钢号也是最多的，当今我国常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个，最常见的就是18 - 8型（如06Cr19Ni10、06Cr7Ni12Mo2、0Cr18Ni10Ti等^[1]）。奥氏体不锈钢因具有高强度、可焊接性、抗腐蚀性和良好的成形性等许多优异的特性^[2]#160;，在宇航、化工、汽车、食品机械、医药、仪器仪表、能源及建筑装饰等行业中获得广泛的应用。而其之所以能够获得高的强度和优异的塑性是源于在室温变形过程中发生形变诱发马氏体相变，同时可以带来相变增塑效应，即TRIP (transformation induced plasticity)效应^[2~5]#160;，因此易于冷轧、拉深、冲压和液压成形等冷加工成形。

然而在使用过程中热处理或焊接工艺不当容易导致奥氏体不锈钢敏化，在特定的腐蚀介质中，就会引起不锈钢的晶间腐蚀，在应力的作用下，还可能发生晶间应力腐蚀破裂。这类失效事故常常会造成重大的经济损失和人员伤亡。因此研究奥氏体不锈钢晶间腐蚀产生的机理以及防止对策具有十分重要的意义。奥氏体不锈钢优良的抗腐蚀性是因其成分中含有的Cr元素，使钢表面生成一层致密的钝化膜，防止其基体被破坏^[6] 。但奥氏体不锈钢在420~850℃的敏化温度范围内使用时，钢中的C极易以富Cr碳化物的形式析出，使得晶界和邻近区域的Cr含量下降，形成贫Cr区，此时如遇到腐蚀性介质，极易沿晶界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力，形成局部破坏，该现象称之为晶间腐蚀。晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀，腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，腐蚀结果往往表面看不出任何痕迹,而用金相显微镜可以观察到晶界呈现网状腐蚀。晶间腐蚀从材料表面开始，沿着晶界向内部发展，使晶粒间的结合能力大大削弱，遭受这种局部腐蚀的不锈钢在外形以及尺寸上并没有明显变化，但钢的强度、塑性以及韧性急剧降低^[7]#160;，严重影响了不锈钢制品的使用寿命。

很多学者针对固溶处理制度以及敏化温度对奥氏体不锈钢晶间腐蚀性能的影响开展了研究^[8~12]#160;。张根元和吴晴飞^[13]#160;采用电化学动电位再活化法(electrochemical potentiodynamic reactivation，EPR)研究了950℃和1050℃#160;2 种固溶温度下304不锈钢的晶间腐蚀敏化度、敏化时间和敏化温度之间的关系，结果发现1050℃固溶条件下的AISI 304的抗晶间腐蚀性能要优于950℃下的试样。孙晓燕等^[14]#160;采用浸泡方法研究了1100℃、0.25~2 h的固溶条件对316L奥氏体不锈钢晶间腐蚀性能的影响，并用光学显微镜观察了不同热处理状态316L不锈钢的显微组织与腐蚀形貌的演变，认为在1100℃下，保温时间为0.5~1 h的试样具有较好的综合性能。但是形变诱发马氏体相变不仅会影响成形后不锈钢制品的焊接性能，也会加大其晶间腐蚀倾向。而且形变诱发的马氏体相的含量、结构和分布随着变形量的不同而变化，采用统一的固溶处理制度不能确保完全消除由于相变所引发的组织变化，因此对后续的敏化行为和腐蚀性能会产生显著影响。Garcia 等^[15]#160;的研究虽然考虑了变形对304不锈钢晶间腐蚀性能的影响，但是实验所采用的固溶条件较为单一，仅在1050℃条件下对试样进行了15 min的固溶处理，时间较短，处理不够充分。目前仍然缺乏针对塑性变形后奥氏体不锈钢的固溶处理制度对晶间腐蚀性能影响的系统研究。

300系列奥氏体不锈钢在工程上的应用十分普遍，主要用作耐高温、耐低温、耐腐蚀材料等。一般情况下，L级奥氏体不锈钢主要用作耐腐蚀材料，由于其含碳量较低，故不宜用在高温或高温、高压工况。工程上一般限制它用在525℃及以下温度；H级奥氏体不锈钢则常用于高温条件，由于其含碳量较高，会损害其耐腐蚀性，故不能够用于腐蚀较苛刻的环境；由于稳定型奥氏体既有一个较高的含碳量，又通过添加稳定化元素而消除了高碳带来的耐蚀性降低的影响，因此常用于高温、高压且有要求保持足够份的耐腐蚀性的条件下，比如炼油行业中的加氢裂化装置等^[16] 。

347H奥氏体不锈热强钢，具有良好的耐腐蚀性能，焊接性能和热强性能。347H不锈钢用于大型锅炉过热器﹑再热器﹑蒸汽管道﹑石油化工的热交换器管件。近些年对于奥氏体不锈钢的晶间腐蚀的相关研究越来越多，但其中有关347H奥氏体不锈钢腐蚀的相关研究鲜少有见，更多的是关于其高温器管爆管等失效分析或热裂纹成因分析。例如，张亚滨等^[17]#160;发现，根据环焊缝的制造工艺和裂纹的形貌特征，确定347H不锈钢管环焊缝的开裂是再热裂纹（reheat cracking）。347H不锈钢厚壁大口径管环焊缝焊后在稳定化处理900#177;10℃#215;（ 4~6 ）h中发生NbC的析出或生成高Nb的金属间化合物（如σ相），使奥氏体和铁素体晶界因NbC的析出或在铁素体基体上形成金属化合物而脆化，在应力松弛晶格滑移时产生空穴，然后空穴长大，聚合而成裂纹。可以认为E347焊缝稳定化处理后发生的开裂符合蠕变损伤理论。TP347H不锈钢管是奥氏体型不锈耐酸钢，广泛应用于航空，石油化工，食品，造纸等工业中，例如航空发动机的排气总管和支管，涡轮压气机热气管道以及在小载荷及温度不超过850℃条件下工作的零件。TP347H不锈钢管特点是有良好的抗晶间腐蚀性能，在酸，碱，盐等溶液中，都有良好的耐腐蚀性能。TP347H钢在工业领域都有着极其广泛的应用，随着石油化工领域介质对设备的腐蚀倾向越来越严重，所以对材料性能的要求也越来越高，即不但对母材同时对焊接接头均要求具有足够的抗腐蚀性，尤其是抗晶间腐蚀性能，所有我们对347H不锈钢晶间腐蚀敏感性的研究具有十分重要的意义。

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#160;参考文献：

[1] #160;#160;李俊梅.奥氏体不锈钢的晶间腐蚀及保护[J].磷肥与复合肥，1999（3）：73-75.