安苏阳，马凤仓，刘 平，刘新宽，李 伟，张 柯

（上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093）

304不锈钢因其优良的耐腐蚀性、焊接性和成熟的加工工艺等优点，在食品工业和海洋工程领域得到广泛应用。晶间腐蚀[1-2]和晶间应力腐蚀开裂[3]是奥氏体不锈钢暴露在侵蚀性环境中常见的腐蚀形式，主要是由于铬的碳化物的析出导致晶界周围出现贫铬区，基体中铬元素的耗尽使铬氧化物形成的致密保护膜受到抑制[4]，最终使不锈钢耐腐蚀性降低。

Watanabe[5]提出“晶界设计与控制”概念，后来发展为晶界工程（grain boundary engineering，GBE）。GBE通过晶界特征分布优化提高金属材料抗晶间腐蚀能力[3,6-9]。重合位置点阵晶界模型中低重合位置点阵晶界，被称为特殊晶界，具有晶界能低、晶界偏聚程度小、晶界扩散率低、沿晶析出几率小等特性，能有效防止铬的碳化物析出[10-11]。具有中低堆层错能的面心立方金属如铅[12]、铜[13]和奥氏体不锈钢[14]等易发生孪生、位错滑移等，在GBE处理后易产生退火孪晶，使Σ3孪晶界比例提高。而与大角度晶界[15]相比，Σ3孪晶界几乎不受晶界退化影响[16-18]，可以使奥氏体不锈钢对晶间腐蚀和晶间应力腐蚀开裂敏感性大大降低。

关于GBE在提高材料耐腐蚀方面的研究，不同的研究者提出了不同的晶界优化微观机制。Shimada等[17]提出了特殊片段模型，在该模型中，晶界特征分布优化是通过引入退火孪晶的特殊片段来阻断一般大角度晶界网络而实现的。Fang等[19]的研究表明，304不锈钢经6%～10%的预变形后在900 ℃下退火，可以产生高比例的Σ3n（n=1，2，3）孪晶界，打断大角度晶界网络的连通性。……