由于鉻的碳化物形成具有一定的溫度區間,溫度過高會造成碳化物形成并析出,從而損害奧氏體不銹鋼耐蝕性能。
所以,不銹鋼管廠在不損害奧氏體不銹鋼耐蝕性能的條件下進行滲碳處理,是為了保證碳化物不能析出。滲碳過程是C原子從不銹鋼表面擴散遷移到不銹鋼內部的過程。C的原子半徑較小,以間隙機制擴散。在低溫條件下,滲碳后C原子可以擴散到奧氏體不銹鋼晶格內,形成固溶體。而Fe原子、Cr原子半徑較大,只能以交換機制擴散。所以在低溫無法提供足夠擴散激活能的條件下,Fe原子、Cr原子無法移動。不銹鋼管廠通過這樣的處理就保證了Cr的碳化物無法形成。
奧氏體不銹鋼的組織為γ相,屬于典型的面心立方晶格點陣。大量C原子擴散到γ相晶格的八面體和四面體間隙中,造成晶格常數擴增,同時形成過飽和固溶體。這種新生成的相稱為S相。點陣常數增大而導致的晶格點陣畸變,將造成原來的面心立方晶格點陣轉變成面心四方晶格點陣,該畸變可以讓不銹鋼管廠得以大幅度提高不銹鋼滲碳后的硬度和耐磨損性能。
奧氏體不銹鋼低溫耐蝕強化處理既達到提高不銹鋼表面硬度和強度的目的,又能保持材料原有的耐蝕性能,因此,該項技術近幾年在不銹鋼管廠得到廣泛應用。