钛对奥氏体不锈钢品质的重要性

当铬镍奥氏体不锈钢被加热到450-800℃的温度范围时，经常发生沿晶界的腐蚀，这被称为晶间腐蚀（查看其他形式的不锈钢的腐蚀机理介绍）。一般而言，晶间腐蚀实际上是由碳以Cr23C6形式的饱和奥氏体冶金结构中析出造成腐蚀。因此，为防止晶间腐蚀应避免晶界贫铬。

不锈钢中的元素按其碳亲和力排序，按钛，钽，钼，铬和锰的顺序排列。可以看出钛和碳的亲和力大于铬的亲和力。当在钢中加入钛时，碳优先与钛结合形成碳化钛，这可以有效地防止碳化铬的形成和沉淀而形成的晶界贫铬，能有效防止晶间腐蚀。

但是钛又会和空气中的氮可以结合形成氮化钛，钛和氧可以结合形成二氧化钛，因此钛的添加量是有限的。为了避免实际不锈钢生产中的晶间腐蚀，钛的添加量主要为约0.8％。

为避免晶间腐蚀，含钛的不锈钢固溶处理后还一定要做稳定化处理。在固溶处理后奥氏体不锈钢获得单相奥氏体组织，但这个组织的状态并不稳定，当温度提升到大于450℃时，固溶体中的碳会逐渐以碳化物的形态析出，其中Cr23C6的形成温度是650℃，900℃是TiC形成温度。要避免晶间腐蚀就要降低Cr23C6含量，让碳化物完全以TiC形态存在。

由于钛的碳化物稳定性高于铬的碳化物稳定性，当不锈钢加热到700℃以上时，铬的碳化物开始转变成钛的碳化物。稳定化是将不锈钢加热到850-930°C并持续1小时。此时，碳化铬将完全分解，形成稳定的灰色或黑色碳化钛。优化了不锈钢的抗晶间腐蚀性。另外，在不锈钢中添加钛，在一定条件下，可以分散Fe2Ti金属间化合物，提高不锈钢的高温强度。但是钛在不锈钢中也完全起的正面作用，有时钛的加入也会影响不锈钢的性能。例如，氮化钛和二氧化钛等杂质会影响不锈钢纯度。另外钛还会降低不锈钢锭的表面质量，容易导致工序修磨量增加，造成浪费和影响最终成品效果。

因此在不锈钢制作过程中添加钛必须严格把控添加的量和操作供需，不然反而得不偿失