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(bu)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(gang)次(ci)生相對鋼(gang)材(cai)的影(ying)響

a. 碳化物 

  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(fu)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(tan)(tan)相比，氮(dan)(dan)是更(geng)有效(xiao)的(de)固(gu)溶強(qiang)化(hua)(hua)元素，同時又可(ke)以促進晶粒細(xi)化(hua)(hua)；氮(dan)(dan)是奧(ao)氏(shi)體(ti)形(xing)成元素，可(ke)以減少合(he)金中(zhong)的(de)鎳含(han)量(liang)，降低鐵素體(ti)和形(xing)變(bian)的(de)馬氏(shi)體(ti)形(xing)成能(neng)力(li)；盡(jin)管氮(dan)(dan)不能(neng)明(ming)顯改(gai)善材料在(zai)酸中(zhong)的(de)抗總(zong)體(ti)腐(fu)蝕性能(neng)，但可(ke)以極大(da)地提(ti)高材料抗點蝕和縫(feng)腐(fu)蝕能(neng)力(li)。但鋼中(zhong)含(han)有氮(dan)(dan)，與碳(tan)(tan)一樣勢必會(hui)在(zai)鋼中(zhong)形(xing)成氮(dan)(dan)化(hua)(hua)物和碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物，成為其一種重要的(de)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：

   ①. 它有(you)一(yi)個(ge)敏(min)感溫(wen)(wen)度(du)區，為600～1075℃，在這個(ge)溫(wen)(wen)度(du)區間(jian)氮化(hua)物析(xi)出敏(min)感性較強并伴(ban)有(you)第(di)二相析(xi)出。因此，應盡(jin)量避免(mian)在這個(ge)溫(wen)(wen)度(du)區間(jian)加工或服役，但可以通過高溫(wen)(wen)固溶(rong)處理以消(xiao)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. 與材(cai)料原始狀態有關，奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)有固溶和軋(ya)(ya)制兩種使用狀態，材(cai)料原始形(xing)態不(bu)同，氮(dan)化物(wu)析(xi)出行為也(ye)不(bu)同。冷軋(ya)(ya)后經退火處理的氮(dan)化物(wu)析(xi)出速(su)度延(yan)遲(chi)，隨著冷軋(ya)(ya)與退火次數增多，敏感溫度區間變窄，氮(dan)化物(wu)析(xi)出的機(ji)率也(ye)變小。故退火態合金較不(bu)利于氮(dan)化物(wu)的品內析(xi)出。

c. σ相(xiang)的析出 

  在(zai)不銹鋼中(zhong)，σ相(xiang)是(shi)一種(zhong)鐵-鉻化(hua)合物，還包含Mo、Mn、Ni、Si、Ti、和P等其他合金(jin)元(yuan)素，σ相(xiang)中(zhong)鉻質量(liang)分數(shu)(shu)大約為(wei)47％。σ相(xiang)通常(chang)在(zai)鉻質量(liang)分數(shu)(shu)達到(dao)16％以上的(de)(de)鋼中(zhong)就會析(xi)(xi)出(chu)。由于鉻具(ju)有(you)很強的(de)(de)擴散性(xing)，σ相(xiang)在(zai)鐵素體(ti)中(zhong)的(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)比在(zai)奧氏體(ti)中(zhong)快(kuai)。σ相(xiang)的(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)將使材料韌性(xing)降低，硬度增加，有(you)時還降低材料的(de)(de)耐蝕性(xing)。在(zai)所(suo)有(you)不銹鋼的(de)(de)類型中(zhong)都(dou)有(you)可(ke)能形成(cheng)σ相(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(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)析(xi)出(chu)比(bi)(bi)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)容易，而(er)且，加鉬后σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)析(xi)出(chu)更容易。奧氏(shi)體(ti)-鐵素體(ti)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中，由(you)于鉻含(han)(han)量比(bi)(bi)較(jiao)高(gao)，碳(tan)含(han)(han)量比(bi)(bi)較(jiao)低，因此，比(bi)(bi)較(jiao)容易析(xi)出(chu)σ相(xiang)(xiang)(xiang)。σ相(xiang)(xiang)(xiang)對雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)韌(ren)性的(de)影(ying)響比(bi)(bi)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)大。當雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)含(han)(han)有(you)體(ti)積分數為(wei)1％的(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)，沖擊值(zhi)就(jiu)會降低50％；當含(han)(han)有(you)體(ti)積分數為(wei)10％的(de)σ相(xiang)(xiang)(xiang)，材料就(jiu)完全(quan)脆化。