碳化物

        碳在高温铁铬镍奥氏体（铁基）中的溶解度是比较大的，常用铬镍奥氏体不锈钢中的碳含量最高可达0. 080-/0  -0.15%，在高温下钢中碳全部溶解的奥氏体迅速冷却到室温时，碳就会以过饱和的形式固溶下来。但若再加热到适当温度，并保温足够的时间（时效），过饱和的碳就会以碳化物的形式沉淀出来，对钢的性能产生重大影响。常用奥氏体不锈钢中最常见的碳化物是M23 C6型，其次是MC和M6C型，M7C3型或其他类型比较少见。

        A M23 C6型碳化物     

        在不含钛、铌等强碳化物形成元素的奥氏体不锈钢中，M23C6是最主要的碳化物。M23主要是铬的碳化物。随着时效温度的提高和时效时间的加长，M23 C6中的铬含量也增大o M23C6具有复杂的面心立方结构，沉淀温度范围为400~950C，其沉淀动力学取决于钢的化学成分和之前的加工过程。钢的组织中各部位出现M23 C6沉淀是有一定顺序的。以OCr18Nil0不锈钢为例，随着时效时间的增长，最先出现M23 C6沉淀的部位是铁素体一奥氏体相界，往后依次是晶界、非共格孪晶界及非金属夹杂物边界和共格孪晶界，最后是晶内。M23C6的沉淀时间受奥氏体化（固溶处理）温度的影响，提高奥氏体化温度，使得晶格中空穴密度增大，晶粒长大和加剧溶质偏析，而促进M23C6沉淀。时效前的冷变形对M23C6的沉淀也有加速作用。合金成分对M23 C6沉淀有明显影响，影响最大的是碳元素。碳含量的降低使M23C6的沉淀时间推迟，并使产生该碳化物的温度区间向低温方向移动。M23c。沉淀对不锈钢性能最重要的影响是使钢的耐蚀性，特别是耐晶间腐蚀性能恶化。这是因为M23C6中的铬含量非常高（常达90%以上），当钢在M23 C6的沉淀温度区间（即敏化温度区间）内加热时（比如焊接热影响区），M23 C6很快在晶界形成。晶界附近基体中大量的铬被集中到M23c。中，而较远处的铬又来不及向这里扩散，造成该区域铬的贫化，耐蚀性明显下降，于是在相应的腐蚀性环境中优先被腐蚀。因此，对于焊后使用或在制造及应用过程中可能会在次于敏感温度区间内加热的奥氏体不锈钢，应将其碳含量降到非常低的程度，或者加入钛或铌来抑制M23C6的晶界沉淀。另外，当钢中有较多量的M236碳化物形成时，钢的力学性能也会受到影响，主要是塑性和韧性降低。

        B MC型碳化物

        MC型碳化物主要出现于用钛或铌等元素稳定化的奥氏体不锈钢中。其中所形成的MC型碳化物为TiC或NbCo MC型碳化物具有面心立方结构，碳原子在晶体点阵中占据八面体位置。由于奥氏体不锈钢中都不可避免地含有一定数量的氮（即使在不特意加入的情况下也有0. 020-/0~0.03%左右），氮和钛、铌等元素的亲和力也非常强，因而在含钛、铌的钢中还会形成MN型氮化物TiN和NbNo MC型碳化物与MN型氮化物的晶格类型相同，其中的碳、氮原子经常相互取代，所以实际上钢中存在最多的是M(c，N)或M(N，C)型碳氮化物。

        C M6C和M7C3型碳化物

        M6C型碳化物出现于含钼或铌的奥氏体不锈钢中，并且是在有一种或几种主沉淀相（碳化物或金属间相）处形成，其结构也为面心立方结构。M6c沉淀的形成受钢的化学成分影响很大。氮、镍、钼和铌是促进M6c形成的元素。在17Cr - 13Ni - 5Mo钢中，氮含量超过0.069%才出现M6C。在镍含量大于25%的合金中，镍、钼和铌的含量越高，M6c形成越快。M6C碳化物是一种高温沉淀相，当钢中镍、钼、铌或氮含量较高时，900~950C是其最快的沉淀温度，常常在1h内就沉淀出来，主要分布于晶内，并且是与一种或几种金属间相沉淀同时生成。若是在较低温度下，必须在很长时效时间后才能形成。