近年來由于不銹鋼的優良特性，不銹鋼行業迅猛發展，同時帶動了不銹鋼封頭的發展。不銹鋼封頭的加工工藝一般分為冷加工和熱加工兩種。冷加工封頭形狀規整，尺寸準確且一致性好，加工過程中不會發生材質劣化，特別不適合不銹鋼封頭加工。但冷加工有時也會降低不銹鋼的抗蝕能力，這種影響是相當特殊的，取決于化學成分、冷加工程度及均勻性、后續的熱處理及環境的介質等。冷加工成型的不銹鋼封頭熱處理后母材部分出現細小裂紋是什么原因導致的呢?

1.結果討論及分析

根據檢測結果, 基本可以判定該不銹鋼封頭母材發生了晶間腐蝕, 在受力之后產生晶間應力腐蝕開裂。造成這種開裂的原因經分析討論, 存在以下幾種可能:

(1) 夾雜物的影響。不同形態的夾雜物混雜在金屬內部, 在一定程度上會破壞金屬的連續性和完整性, 且由于夾雜物同金屬之間的結合情況不同、彈性和塑性的不同以及熱膨脹系數的差異, 常使金屬材料的力學性能和耐蝕性等受到顯著影響, 同時也常常影響加工零件的表面質量和加工工具的壽命。

(2) 熱處理工藝的影響。該S30408不銹鋼封頭在成型后又經過1 000℃熱處理, 且在空氣中緩慢冷卻。就冷卻速度而言, 重要的不是冷卻速率本身, 而是封頭通過敏化區間所經歷的時間, 已知奧氏體不銹鋼在550~850℃緩慢冷卻時, 晶界有高鉻的碳化物Cr23C6析出, 造成碳化物鄰近部分貧鉻, 引起晶間腐蝕的傾向。這種腐蝕使晶粒間的結合力大大削弱, 嚴重時可使機械強度完全喪失, 因此遭受這種腐蝕的不銹鋼, 經不起輕輕敲擊便破碎成細粒。

要防止或減緩晶間腐蝕應采用如下措施:

(1) 通過適當改變設計, 不改變鋼號, 往往可以清理因腐蝕引起的失效, 要考慮的因素包括接頭設計, 表面連續性及應力集中。

(2) 如必須熱處理, 則需選擇合適的熱處理工藝, 考慮在熱處理溫度下的組織穩定性。表面必須清潔、無油、油脂、油漆等含碳物質, 因為這些物質在高溫時可能被吸收而增加含碳量。

綜上分析，應用S30408不銹鋼制作封頭, 需盡量避免由材料質量、晶間腐蝕等帶來的不良影響。晶間腐蝕是造成開裂的主要原因, 因此在加熱過程特別是在焊接時, 應盡量避免敏化溫度區 (450~850℃) , 在敏化溫度區停留時間越短, 發生晶間腐蝕的幾率越小。同時可采取固溶熱處理、穩定化處理等措施來防止晶間腐蝕。