浙江至德鋼業有限公司在對核級奧氏體不銹鋼管焊接接頭性能分析過程中，發現晶間腐蝕試驗不合格，且發生晶間腐蝕開裂的位置為母材，通過分析發現導致母材晶間腐蝕不合格的原因可能是由于不合理的元素成分（過高的錳含量和過低的鎳含量）和不合理的熱處理制度導致了母材在敏化后微觀組織為奧氏體＋δ鐵素體＋σ相，從而使得晶間敏化時貧鉻更嚴重，同時針對該種情況給出了相應的預防措施。
18-8型奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼因其(qi)具有較高的(de)(de)強度、塑形和良好的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能在核(he)電站(zhan)中(zhong)廣泛應用(yong)，其(qi)中(zhong)包括某些設備的(de)(de)重(zhong)要(yao)部件(jian)以(yi)及需承擔耐(nai)高溫、耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)等而惡劣環境的(de)(de)重(zhong)要(yao)系統管道。重(zhong)要(yao)部件(jian)及管道用(yong)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼在使用(yong)過程(cheng)(cheng)中(zhong)需要(yao)復驗(yan)(yan)，同時(shi)在焊(han)(han)接(jie)(jie)過程(cheng)(cheng)中(zhong)還需要(yao)對(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝評定(ding)，其(qi)中(zhong)就包括進(jin)行晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)試驗(yan)(yan)。由(you)于(yu)(yu)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)對(dui)于(yu)(yu)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)應用(yong)影響很大，且(qie)其(qi)發生過程(cheng)(cheng)不(bu)易覺察，所以(yi)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)現(xian)象受(shou)到了廣泛關(guan)注。
至德(de)鋼(gang)業(ye)針(zhen)對某一核級奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)在(zai)焊接實施(shi)前(qian)焊接工藝評(ping)定(ding)不(bu)(bu)(bu)合(he)格(ge)問題(ti)，進行(xing)了(le)包括化學(xue)成(cheng)分(fen)、力(li)學(xue)性(xing)能(neng)、工藝性(xing)能(neng)、微觀組織(zhi)、耐腐(fu)蝕性(xing)能(neng)等方面的試(shi)驗(yan)(yan)(yan)，分(fen)析了(le)造(zao)成(cheng)工藝評(ping)定(ding)不(bu)(bu)(bu)合(he)格(ge)的原(yuan)因主要為晶間腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)(yan)(yan)不(bu)(bu)(bu)合(he)格(ge)，并對造(zao)成(cheng)晶間腐(fu)蝕試(shi)驗(yan)(yan)(yan)不(bu)(bu)(bu)合(he)格(ge)的原(yuan)因進行(xing)了(le)分(fen)析，并提(ti)出(chu)了(le)避(bi)免該種問題(ti)出(chu)現的相關措施(shi)，從而為核級奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)在(zai)核電站中的廣泛應用提(ti)供一定(ding)的理論基礎。
一、焊接接頭(tou)的制備與試驗方(fang)法
1. 焊接接頭的制(zhi)備(bei)
母材為(wei)(wei)Z2CN18.10，規格為(wei)(wei)Φ21.3mm×3.37mm，填充焊(han)(han)絲為(wei)(wei)ER316L，規格為(wei)(wei)Φ2.0，焊(han)(han)接(jie)工藝為(wei)(wei)惰(duo)性氣體保(bao)護鎢極電弧焊(han)(han)（TIG）。對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)進行無損檢(jian)(jian)測(ce)，包括目視檢(jian)(jian)測(ce)、滲透檢(jian)(jian)測(ce)和射線(xian)檢(jian)(jian)測(ce)，結果表明(ming)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的表面(mian)缺陷(xian)及內(nei)部(bu)缺陷(xian)在采購規定的要求范圍之內(nei)。
2. 試驗方(fang)法(fa)及(ji)試驗結果
為了(le)檢驗(yan)(yan)焊接接頭(tou)是否滿足要求，從(cong)焊接接頭(tou)上(shang)分別(bie)取樣進行(xing)化學成分分析、橫向拉(la)伸、彎(wan)曲、微觀組織(zhi)、晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)等試驗(yan)(yan)項目，具(ju)體要求如下。
a. 化(hua)學成(cheng)分(fen)
按照(zhao)GB/T 20066-2001的(de)(de)規定(ding)從(cong)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭上截取試樣，試驗方法按照(zhao)GB/T 11170-2008的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)在(zai)(zai)M5000直讀光譜儀進(jin)行。化(hua)學成(cheng)分分析結果如表所示(shi)，從(cong)表中(zhong)可(ke)以(yi)看出測量(liang)(liang)(liang)值符(fu)合(he)規范(fan)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，同(tong)時雜質(zhi)元素(su)(su)銅、硼、氮、磷(lin)、硫等含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)較低，這可(ke)以(yi)保證焊(han)接(jie)(jie)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)可(ke)靠性；另(ling)外(wai)其(qi)中(zhong)還含(han)(han)(han)有微量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)穩定(ding)化(hua)元素(su)(su)鈮(ni)，元素(su)(su)鈮(ni)的(de)(de)存在(zai)(zai)是為(wei)了形(xing)成(cheng)碳化(hua)物，從(cong)而(er)降低基體(ti)中(zhong)的(de)(de)碳含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)，從(cong)而(er)對于提高材料(liao)的(de)(de)抗晶間腐蝕能(neng)力有益；另(ling)外(wai)根據(ju)Delong圖計算(suan)得到δ鐵素(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)約為(wei)6％，符(fu)合(he)規范(fan)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)含(han)(han)(han)量(liang)(liang)(liang)在(zai)(zai)5～15％的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭中(zhong)一(yi)定(ding)量(liang)(liang)(liang)鐵素(su)(su)體(ti)的(de)(de)存在(zai)(zai)，是為(wei)了提高焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在(zai)(zai)凝固過程中(zhong)的(de)(de)強度(du)，從(cong)而(er)避免凝固收(shou)縮形(xing)成(cheng)的(de)(de)張力將焊(han)縫撕裂。
b. 橫(heng)向拉伸
按照GB/T 2651-2008的(de)規定截取管(guan)接(jie)頭板(ban)狀(zhuang)試樣(yang)，其中(zhong)試樣(yang)平行長度(du)部分的(de)寬度(du)為(wei)6mm，試驗(yan)設備(bei)均為(wei)WAW-300液壓萬能(neng)試驗(yan)機。拉伸試驗(yan)結果表明焊接(jie)接(jie)頭的(de)抗拉強(qiang)度(du)Rm為(wei)575MPa，滿足(zu)規范要求的(de)不低于490MPa的(de)要求，同時斷裂(lie)位(wei)置在焊縫(feng)以外(wai)區(qu)域，這說明焊接(jie)接(jie)頭強(qiang)度(du)優于母材強(qiang)度(du)。
c. 彎曲
根據(ju)GB/T 2653-2008的(de)規定，截取橫(heng)向彎曲(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣，其(qi)中試(shi)(shi)(shi)(shi)樣厚(hou)度(du)為(wei)(wei)鋼管厚(hou)度(du)（3.37mm），試(shi)(shi)(shi)(shi)樣的(de)寬度(du)為(wei)(wei)8mm，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣的(de)長度(du)為(wei)(wei)100mm，且焊縫(feng)處于(yu)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣的(de)中間位置(zhi)，試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)設備為(wei)(wei)WAW-300液壓(ya)萬能試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)機。截取4個(ge)橫(heng)向彎曲(qu)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣，其(qi)中2個(ge)進行面彎試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)，2個(ge)進行背彎試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)，彎曲(qu)過程所(suo)采(cai)用的(de)圓形壓(ya)頭直(zhi)徑為(wei)(wei)15mm，彎曲(qu)角度(du)為(wei)(wei)180°，試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)結果均未(wei)發現有裂紋或其(qi)他缺(que)陷產生(sheng)。
d. 微觀組織
從(cong)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭上截取長度為(wei)30mm的(de)管段，沿(yan)縱(zong)截面監測(ce)焊(han)(han)(han)縫和焊(han)(han)(han)縫附近區域(yu)的(de)微觀組織(zhi)，侵蝕劑為(wei)300mL HCl＋500gFeCl 3＋700mlH2O，侵蝕時間2秒，然后在CMM-40E金(jin)相顯微鏡上觀察不同(tong)區域(yu)的(de)微觀組織(zhi)。
焊縫處的微觀(guan)組織(zhi)(zhi)如圖(tu)所示(shi)，可以(yi)看出(chu)存在明顯的兩種組織(zhi)(zhi)，根據(ju)表中的化學(xue)成分(fen)分(fen)析及Delong圖(tu)計(ji)算結果可知(zhi)，該組織(zhi)(zhi)主要為奧氏體(ti)的基(ji)體(ti)和沿奧氏體(ti)基(ji)體(ti)分(fen)布(bu)的枝狀鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)，由于(yu)該鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)為直接從液相(xiang)中析出(chu)，可以(yi)判斷(duan)出(chu)為δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)，據(ju)此(ci)可以(yi)判斷(duan)得出(chu)焊縫處的組織(zhi)(zhi)為鑄(zhu)態的奧氏體(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)。
焊縫(feng)附近熱影響(xiang)區的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)如圖所示，可以看出(chu)該區域的(de)組(zu)織(zhi)(zhi)結構(gou)和焊縫(feng)的(de)鑄(zhu)態組(zu)織(zhi)(zhi)明顯不同，出(chu)現了(le)經加工(gong)和熱處(chu)理后由于材料發生再結晶(jing)(jing)而(er)存(cun)在的(de)明顯晶(jing)(jing)界，同時晶(jing)(jing)內出(chu)現了(le)異與基體(ti)的(de)其他組(zu)織(zhi)(zhi)，且(qie)存(cun)在一(yi)定(ding)數量的(de)孿晶(jing)(jing)。
另(ling)外(wai)，母材區(qu)域的(de)(de)微觀(guan)組織(zhi)如圖(tu)所示，根(gen)(gen)據(ju)張文(wen)華(hua)的(de)(de)研(yan)究(jiu)，鉻－鎳型(xing)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)1100～1300℃固溶處理(li)過程(cheng)后，其δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)含量隨著固溶溫度的(de)(de)升(sheng)高而增加，根(gen)(gen)據(ju)F-2A型(xing)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)儀(yi)測(ce)母材的(de)(de)微觀(guan)組織(zhi)中除了(le)奧(ao)氏體(ti)基體(ti)外(wai)，還包括(kuo)7.3％的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)，據(ju)此(ci)推測(ce)此(ci)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)應為δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)；除δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)，還可(ke)(ke)以觀(guan)測(ce)得知在(zai)(zai)(zai)(zai)部分晶界存在(zai)(zai)(zai)(zai)碳(tan)化物析(xi)出(chu)(chu)(chu)；同時對δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)析(xi)出(chu)(chu)(chu)區(qu)域放(fang)大倍數進一(yi)步進行觀(guan)察，如圖(tu)所示，可(ke)(ke)以看出(chu)(chu)(chu)在(zai)(zai)(zai)(zai)條形δ鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)周圍存在(zai)(zai)(zai)(zai)其它塊狀析(xi)出(chu)(chu)(chu)相(xiang)，利用平衡相(xiang)圖(tu)計算結果及相(xiang)關研(yan)究(jiu)，可(ke)(ke)分析(xi)得知該析(xi)出(chu)(chu)(chu)相(xiang)為σ相(xiang)。
e. 晶間腐(fu)蝕(shi)
晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)試驗(yan)(yan)(yan)按(an)照GB／T4334.5-2000的(de)(de)(de)規定進行(xing)，試樣長度(du)為(wei)(wei)100mm，寬(kuan)為(wei)(wei)20mm的(de)(de)(de)厚(hou)度(du)為(wei)(wei)管材壁厚(hou)的(de)(de)(de)條(tiao)形(xing)試樣；晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)前應對(dui)試樣進行(xing)敏化(hua)，敏化(hua)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)650℃，敏化(hua)保(bao)(bao)溫(wen)時間(jian)(jian)(jian)為(wei)(wei)2小時，保(bao)(bao)溫(wen)后在空(kong)氣(qi)中冷(leng)卻；晶界腐蝕(shi)試驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)介(jie)質是按(an)照該標準要求配置的(de)(de)(de)硫酸(suan)－硫酸(suan)銅溶液；試驗(yan)(yan)(yan)完成后，取出試樣，洗凈、干燥、并進行(xing)聲(sheng)響試驗(yan)(yan)(yan)和彎曲試驗(yan)(yan)(yan)，彎曲角度(du)為(wei)(wei)180°。試驗(yan)(yan)(yan)結果發現，在靠近焊縫熱影響區的(de)(de)(de)母材區域(yu)存在裂(lie)紋，而焊縫區域(yu)無裂(lie)紋，這表明母材的(de)(de)(de)晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)結果不合格(ge)。
f. 母材性能
根(gen)據(ju)母材(cai)(cai)的(de)質量(liang)(liang)證明(ming)文件，可(ke)知母材(cai)(cai)的(de)化學成分(fen)，具體(ti)如(ru)表(biao)所示。根(gen)據(ju)表(biao)的(de)結果可(ke)以看(kan)出，錳含量(liang)(liang)接近上限(xian)，鎳含量(liang)(liang)接近下限(xian)，且(qie)根(gen)據(ju)Delong圖計算得到母材(cai)(cai)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)δ鐵素體(ti)含量(liang)(liang)約為(wei)8％。同時，母材(cai)(cai)的(de)拉伸性能結果表(biao)明(ming)其室溫抗(kang)拉強度為(wei)575MPa，滿(man)足(zu)采(cai)購(gou)技術(shu)規(gui)格書中(zhong)(zhong)(zhong)不低(di)于490MPa的(de)要求；屈服強度為(wei)260MPa，滿(man)足(zu)采(cai)購(gou)技術(shu)規(gui)格書中(zhong)(zhong)(zhong)不低(di)于175MPa的(de)要求。
二(er)、分析討論
根據對(dui)焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分、力學(xue)性能、彎曲、微觀組織、晶(jing)(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)的(de)(de)(de)結(jie)果，可以看出該焊接(jie)接(jie)頭是(shi)不(bu)(bu)符(fu)合要(yao)求的(de)(de)(de)，主(zhu)要(yao)原因是(shi)由于母(mu)材區域在(zai)晶(jing)(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)試驗(yan)過程(cheng)中的(de)(de)(de)彎曲檢測中出現開裂造成(cheng)的(de)(de)(de)。對(dui)于奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼而言，晶(jing)(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原因是(shi)因為(wei)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)熱(re)處理過程(cheng)中發生了“敏化(hua)”，即沿晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)析出M23C6碳(tan)化(hua)物（其中的(de)(de)(de)M主(zhu)要(yao)指鉻(ge)(ge)和鐵），導(dao)致(zhi)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)附近貧鉻(ge)(ge)，同時遠離(li)晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)基體中的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)在(zai)短時間無法擴散到晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)，使(shi)得晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)附近的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)含量低(di)于材料發生腐(fu)蝕(shi)所要(yao)求的(de)(de)(de)最低(di)值，從而導(dao)致(zhi)在(zai)腐(fu)蝕(shi)溶液中晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)位置(zhi)優先被侵蝕(shi)，最后(hou)導(dao)致(zhi)材料失效。
研究(jiu)表明，在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼中(zhong)(zhong)一定含(han)(han)量(liang)的(de)(de)δ鐵體(ti)(ti)(ti)有助于(yu)提高合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)抗晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕性(xing)(xing)能(neng)，這主要是由于(yu)δ鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)與奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)界(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)能(neng)比奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)的(de)(de)界(jie)(jie)面(mian)能(neng)低(di)(di)，使得(de)(de)(de)M23C6碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)優先在(zai)δ鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)與奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)界(jie)(jie)面(mian)上析(xi)出；同(tong)時(shi)該相(xiang)界(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)存在(zai)相(xiang)當于(yu)增(zeng)加了碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)析(xi)出區域(yu)面(mian)積，使得(de)(de)(de)單(dan)位面(mian)積上的(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)濃度降低(di)(di)，從(cong)而使得(de)(de)(de)材(cai)料(liao)發生“敏(min)(min)化(hua)(hua)”晶(jing)(jing)界(jie)(jie)附(fu)近區域(yu)鉻含(han)(han)量(liang)也不至于(yu)過低(di)(di)，從(cong)而減少材(cai)料(liao)形成晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕敏(min)(min)感性(xing)(xing)。另外，如果奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼中(zhong)(zhong)錳過高，鎳含(han)(han)量(liang)較低(di)(di)時(shi)則容易形成σ相(xiang)。σ相(xiang)是一種含(han)(han)有較高鉻含(han)(han)量(liang)的(de)(de)Cr-Fe金(jin)(jin)屬間(jian)(jian)化(hua)(hua)合(he)(he)物(wu)，當其沿晶(jing)(jing)界(jie)(jie)析(xi)出時(shi)，同(tong)時(shi)將使晶(jing)(jing)界(jie)(jie)周圍形成貧(pin)鉻區，從(cong)而使得(de)(de)(de)材(cai)料(liao)的(de)(de)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐蝕更敏(min)(min)感。
根(gen)據對(dui)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭和母材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)微觀組(zu)織(zhi)分析(xi)(xi)，可以得(de)知焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)最終(zhong)(zhong)組(zu)織(zhi)為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)，且(qie)焊(han)(han)縫(feng)為(wei)(wei)鑄態組(zu)織(zhi)，因(yin)此(ci)根(gen)據最終(zhong)(zhong)金相(xiang)檢查的(de)(de)(de)分析(xi)(xi)結果可以得(de)知焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)完(wan)成后沒有發生(sheng)(sheng)明顯的(de)(de)(de)敏化(hua)；母材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)微觀組(zu)織(zhi)為(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)＋σ相(xiang)，同時在(zai)(zai)某些晶(jing)界(jie)部分發現有碳(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)；由(you)于富鉻(ge)的(de)(de)(de)σ相(xiang)在(zai)(zai)靠近δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)區(qu)(qu)域析(xi)(xi)出(chu)(chu)，這將(jiang)使(shi)(shi)得(de)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)降低(di)，另(ling)外某些晶(jing)界(jie)存(cun)在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)物析(xi)(xi)出(chu)(chu)，這就使(shi)(shi)得(de)晶(jing)界(jie)附近的(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更(geng)為(wei)(wei)嚴(yan)重(zhong)(zhong)。根(gen)據化(hua)學(xue)成分結果可知焊(han)(han)縫(feng)區(qu)(qu)域的(de)(de)(de)δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)含量(liang)要(yao)高于母材(cai)(cai)(cai)，同時焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)鑄態組(zu)織(zhi)由(you)于無明顯晶(jing)界(jie)也無明顯的(de)(de)(de)敏化(hua)現象，導致(zhi)(zhi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)(zai)敏化(hua)時未發生(sheng)(sheng)開裂；而母材(cai)(cai)(cai)由(you)于即在(zai)(zai)基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)σ相(xiang)析(xi)(xi)出(chu)(chu)，導致(zhi)(zhi)基(ji)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)含量(liang)降低(di)，同時某些晶(jing)界(jie)存(cun)在(zai)(zai)碳(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)，導致(zhi)(zhi)晶(jing)界(jie)區(qu)(qu)域的(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)更(geng)為(wei)(wei)嚴(yan)重(zhong)(zhong)，最終(zhong)(zhong)使(shi)(shi)得(de)母材(cai)(cai)(cai)在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環境中(zhong)發生(sheng)(sheng)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)開裂。
對于(yu)(yu)(yu)18/8型奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼，一(yi)(yi)般(ban)在(zai)交貨前均要(yao)求進行(xing)最終固溶熱(re)處(chu)理，固溶熱(re)處(chu)理溫(wen)度為(wei)1050～1150℃，保(bao)(bao)溫(wen)時間約(yue)為(wei)10min，該(gai)(gai)熱(re)處(chu)理將會保(bao)(bao)證(zheng)該(gai)(gai)類型奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)＋δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，只不(bu)過(guo)由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)很(hen)少，不(bu)易被覺察到因(yin)(yin)此一(yi)(yi)般(ban)被認為(wei)是(shi)單一(yi)(yi)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)組(zu)織。另外(wai)，當18/8型奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼具有較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)錳(meng)和氮時，在(zai)500℃～900℃長時間加熱(re)，則σ相形(xing)成傾向(xiang)就會比較(jiao)(jiao)(jiao)強烈。對于(yu)(yu)(yu)本(ben)文中(zhong)(zhong)(zhong)出現的(de)(de)(de)該(gai)(gai)種焊接接頭，由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)在(zai)晶界試(shi)驗中(zhong)(zhong)(zhong)需要(yao)對試(shi)樣(yang)進行(xing)敏化，而敏化過(guo)程溫(wen)度正(zheng)處(chu)于(yu)(yu)(yu)σ相的(de)(de)(de)析出溫(wen)度范圍(wei)，同時在(zai)母(mu)材(cai)(cai)中(zhong)(zhong)(zhong)錳(meng)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)處(chu)于(yu)(yu)(yu)上限(xian)、鎳(nie)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)處(chu)于(yu)(yu)(yu)下(xia)限(xian)，從(cong)而對于(yu)(yu)(yu)σ相的(de)(de)(de)形(xing)成較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)有利。而對于(yu)(yu)(yu)焊接接頭，由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)熔覆金(jin)屬的(de)(de)(de)錳(meng)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)1.60％，鎳(nie)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)12.09％，相對于(yu)(yu)(yu)母(mu)材(cai)(cai)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)錳(meng)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)1.904％，鎳(nie)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)為(wei)9.348％具有較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)的(de)(de)(de)錳(meng)和較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)鎳(nie)，且δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)也(ye)更少，從(cong)而導致了在(zai)相同的(de)(de)(de)敏化條件下(xia)焊縫區域沒有σ相產(chan)生。另外(wai)，由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)鉻(ge)(ge)是(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)(su)(su)，鎳(nie)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)(su)(su)，因(yin)(yin)此δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)含(han)(han)(han)(han)量(liang)(liang)要(yao)明顯(xian)高于(yu)(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)，則δ鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)將更容易析出富鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)σ相，這也(ye)與圖中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)金(jin)相檢查結果相吻合。
綜上分析(xi)可(ke)知(zhi)，由(you)于(yu)(yu)母材中(zhong)的錳含(han)量較(jiao)高、鎳含(han)量較(jiao)低，導致其在(zai)晶間(jian)腐蝕試(shi)驗(yan)的敏化過(guo)程(cheng)中(zhong)形(xing)成了奧(ao)氏體＋δ鐵素(su)體＋σ相的微觀組織，且同時沿晶界存(cun)(cun)在(zai)碳化物析(xi)出，這導致了晶間(jian)腐蝕試(shi)驗(yan)不合(he)格(ge)；而(er)焊接接頭中(zhong)由(you)于(yu)(yu)僅存(cun)(cun)在(zai)δ鐵素(su)體，無(wu)σ相和(he)碳化物析(xi)出，而(er)單一的δ鐵素(su)體對于(yu)(yu)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)抗(kang)晶間(jian)腐蝕是有益的，從而(er)其在(zai)晶間(jian)腐蝕試(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)中(zhong)未發現有裂紋(wen)。
三、結論(lun)及建議
1. 導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)焊接(jie)接(jie)頭晶間(jian)腐蝕(shi)試(shi)驗不(bu)合格的(de)主要部位在母(mu)材區域，而(er)導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)母(mu)材晶間(jian)腐蝕(shi)試(shi)驗不(bu)合格的(de)原(yuan)因是由(you)于不(bu)合理的(de)元素成分(fen)（過(guo)高的(de)錳含(han)量(liang)和過(guo)低的(de)鎳含(han)量(liang)）導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)在敏化后(hou)母(mu)材的(de)微(wei)觀組織為奧氏體＋δ鐵素體＋σ相，從而(er)導(dao)致(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)母(mu)材的(de)抗晶間(jian)腐蝕(shi)性能降低；
2. 建議(yi)在奧氏體不銹鋼制造(zao)過(guo)程中(zhong)鎳含量應取中(zhong)間值(zhi)范圍，錳含量取較低值(zhi)。
