1. 不銹鋼的主要相結構

  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(de)影(ying)響

a. 碳(tan)化(hua)物 

  室溫下，碳在奧氏體(ti)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(su)體(ti)不銹鋼(gang)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(jing)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)與碳相比，氮(dan)(dan)是更有(you)效的固(gu)溶強化元素(su)，同(tong)時又可以(yi)促(cu)進晶粒細化；氮(dan)(dan)是奧氏體形成元素(su)，可以(yi)減少合金中的鎳(nie)含量(liang)，降低鐵素(su)體和(he)形變(bian)的馬氏體形成能(neng)力；盡(jin)管氮(dan)(dan)不能(neng)明顯(xian)改善材(cai)料(liao)在(zai)(zai)酸中的抗總體腐(fu)蝕性能(neng)，但(dan)(dan)可以(yi)極大地提高材(cai)料(liao)抗點蝕和(he)縫腐(fu)蝕能(neng)力。但(dan)(dan)鋼(gang)中含有(you)氮(dan)(dan)，與碳一樣勢必(bi)會在(zai)(zai)鋼(gang)中形成氮(dan)(dan)化物和(he)碳化物，成為(wei)其一種重要(yao)的顯(xian)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(de)析出(chu)與溫(wen)度有關：

   ①. 它有一(yi)個敏感溫度(du)(du)區，為(wei)600～1075℃，在這個溫度(du)(du)區間氮(dan)化物析出敏感性較強并伴有第二相析出。因此，應盡量避免在這個溫度(du)(du)區間加工或服(fu)役，但可以通過(guo)高溫固溶(rong)處理以消除氮(dan)化物。

   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(cai)料(liao)(liao)原(yuan)始狀態有關，奧氏體不銹(xiu)鋼有固溶(rong)和軋(ya)制兩種使用狀態，材(cai)料(liao)(liao)原(yuan)始形(xing)態不同，氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)物析出(chu)(chu)行為也不同。冷軋(ya)后經退火處理的氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)物析出(chu)(chu)速(su)度延遲，隨著冷軋(ya)與退火次數增多，敏感溫度區間變窄(zhai)，氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)物析出(chu)(chu)的機率(lv)也變小。故退火態合(he)金較不利(li)于氮(dan)(dan)(dan)化(hua)(hua)物的品內析出(chu)(chu)。

c. σ相的(de)析出 

  在不銹鋼中(zhong)(zhong)，σ相(xiang)(xiang)(xiang)是一種鐵-鉻(ge)化合物，還(huan)包含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等(deng)其他合金元素(su)(su)，σ相(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)鉻(ge)質量分(fen)數大約為47％。σ相(xiang)(xiang)(xiang)通(tong)常在鉻(ge)質量分(fen)數達到16％以上(shang)的(de)鋼中(zhong)(zhong)就會析出。由(you)于鉻(ge)具有很強的(de)擴散(san)性，σ相(xiang)(xiang)(xiang)在鐵素(su)(su)體中(zhong)(zhong)的(de)析出比在奧氏體中(zhong)(zhong)快(kuai)。σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)析出將使材(cai)料韌性降低(di)(di)，硬度增(zeng)加，有時(shi)還(huan)降低(di)(di)材(cai)料的(de)耐蝕性。在所有不銹鋼的(de)類型中(zhong)(zhong)都有可能(neng)形成σ相(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。

  鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)σ相(xiang)的(de)(de)析(xi)出比奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)容易，而且，加鉬后σ相(xiang)的(de)(de)析(xi)出更容易。奧氏體-鐵素體雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)，由于鉻(ge)含(han)(han)量(liang)比較(jiao)高，碳含(han)(han)量(liang)比較(jiao)低，因(yin)此，比較(jiao)容易析(xi)出σ相(xiang)。σ相(xiang)對(dui)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)韌性的(de)(de)影響比奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)大(da)。當雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)含(han)(han)有體積分數(shu)(shu)為(wei)1％的(de)(de)σ相(xiang)，沖擊值(zhi)就會降低50％；當含(han)(han)有體積分數(shu)(shu)為(wei)10％的(de)(de)σ相(xiang)，材料(liao)就完全脆化。