然而,含穩(wěn)定元素Ti和Nb的不銹鋼,特別是Ti,存在許多缺點。今天,隨著不銹鋼冶煉工藝的快速發(fā)展。一些缺點嚴重阻礙了不銹鋼冶煉生產(chǎn)的科技進步,給使用帶來了不必要的損失和危害。例如Ti的加入增加了鋼的粘度,降低了鋼的流動性,給不銹鋼的連續(xù)澆注過程帶來了困難;Ti的加入使鋼錠和鋼坯的表面質(zhì)量惡化,這不僅大大增加了冶金廠的磨礦量,而且顯著降低了鋼材的成品率,從而增加了不銹鋼的成本;Ti的加入導致錫等非金屬夾雜物的形成,降低了鋼的純度,不僅惡化了鋼的拋光性能,而且錫等夾雜物經(jīng)常成為點蝕源,降低了鋼的耐蝕性;含鈦不銹鋼焊接后,在介質(zhì)的作用下,沿焊縫熔合線容易發(fā)生“刀蝕”,也會造成焊接結(jié)構(gòu)和設(shè)備的腐蝕損傷。
在某些合金介質(zhì)體系中,常發(fā)生嚴重的晶間腐蝕。例如,奧氏體不銹鋼在弱氧化介質(zhì)(如曝氣海水)或強氧化介質(zhì)(如濃硝酸)等特定腐蝕介質(zhì)中可能產(chǎn)生嚴重的晶間腐蝕。
晶間腐蝕:金屬材料在特定腐蝕介質(zhì)中沿晶界發(fā)生的局部選擇性腐蝕。晶界是不同晶粒之間的邊界。由于晶粒有不同的取向,原子在結(jié)處的排列必須逐漸從一個取向轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€取向。因此,晶界實際上是一種“表面”不完整的結(jié)構(gòu)缺陷。由于晶格畸變的增加,晶界處原子的平均能量高于晶內(nèi)。較高的能量稱為晶界能。純金屬晶界在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率比晶體的腐蝕速率快,這是因為晶界的能量高,原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
在金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡下可以清楚地看到,鋼的晶界由于腐蝕而變寬,大多呈網(wǎng)狀,嚴重的情況下會出現(xiàn)晶粒脫落。