贫铬区
晶界析出富铬碳化物后，相邻区域铬含量下降，失去钝化能力，是不锈钢最常见的机理。
晶界为什么会优先腐蚀
晶界是原子排列紊乱、杂质和溶质元素容易聚集的区域，本来就比晶粒内部活泼一些，但在正常状态下这种差别很小，不会造成明显的晶间腐蚀。只有当晶界或其两侧形成了成分或组织上的显著差异，并且这种差异沿晶界连续分布时，腐蚀才会沿着晶界网络推进。
奥氏体不锈钢最典型的原因是贫铬。材料在一定的中温区间停留时，碳与铬在晶界结合析出富铬碳化物，铬在晶粒内部扩散较慢，来不及补充，晶界两侧形成一条铬含量低于维持钝化所需水平的窄带。这条贫铬带在许多介质中失去钝化保护，成为连续的阳极通道。停留时间、温度和碳含量共同决定敏化程度，碳含量越高，敏化越快。
除碳化物外，σ相等金属间相在晶界析出，或者磷、硅等杂质在晶界偏聚，也可能在强氧化性介质中引起晶间腐蚀，这时即使材料处于固溶状态也会出现问题。铁素体不锈钢的敏化规律与奥氏体不锈钢不同，在较高温度下快速冷却也可能敏化，焊接时更需要关注。镍基耐蚀合金同样存在敏化问题，评价时要按其自身的析出规律考虑。
析出相自身溶解
部分金属间相在强氧化性介质中本身就会被优先溶解，沿晶界留下连续通道。
杂质偏聚
磷、硅等元素在晶界偏聚，可在特定强氧化性介质中引起固溶态材料的晶间腐蚀。
无沉淀析出带
铝合金晶界析出相与其两侧的溶质贫化带电位不同，形成局部电偶，沿晶界溶解。
焊接热影响区敏化与刀口腐蚀
焊接时，焊缝两侧的母材经历不同的峰值温度。距熔合线一段距离、恰好落在敏化温度区间内停留的那一条带最容易析出碳化物，在腐蚀介质中表现为与焊缝平行、距熔合线有一定距离的腐蚀带，常称为焊缝衰败。焊接热输入越大、多层焊道间温度越高、母材越厚，这条带在敏化区间停留的时间越长。
刀口腐蚀发生在含钛、铌的稳定化不锈钢中，位置紧贴熔合线，宽度很窄，形如刀切。原因是熔合线附近的母材被加热到很高温度，原本固定碳的钛、铌碳化物溶解，碳重新进入固溶体；此后若在敏化区间再次受热，例如多层焊的后续焊道、焊后热处理或高温服役，碳就会以富铬碳化物形式在晶界析出，形成极窄的贫铬带。
| 类型 | 位置 | 主要原因 | 易发材料 |
|---|---|---|---|
| 热影响区敏化 | 焊缝两侧，与熔合线隔开一段距离的平行带 | 母材在敏化温度区间停留，晶界析出富铬碳化物 | 普通含碳量的奥氏体不锈钢 |
| 刀口腐蚀 | 紧贴熔合线的极窄带 | 高温溶解稳定化碳化物，再次受热时析出富铬碳化物 | 含钛、铌的稳定化不锈钢 |
| 焊缝金属晶间腐蚀 | 焊缝内部，沿枝晶间或晶界 | 焊材碳含量偏高、偏析、析出相或焊缝受到再次加热 | 焊材选用不当或多层焊工艺不当的接头 |
| 铁素体不锈钢焊接敏化 | 熔合线附近和焊缝本身 | 高温快速冷却后晶界析出碳氮化物 | 未稳定化的铁素体不锈钢 |
焊接接头的腐蚀带距熔合线有多远、宽度多少、是否落在焊缝内部，是区分以上几种情况的第一个依据。
铝合金的晶间腐蚀与剥层腐蚀
可热处理强化的高强度铝铜系、铝锌镁铜系合金，以及镁含量较高的铝镁系合金，都对晶间腐蚀敏感。铝铜系合金晶界析出含铜相后，相邻区域铜贫化，电位变负而优先溶解；高镁铝镁合金在较长时间的中低温受热后，晶界析出连续的富镁相，这种相本身比基体活泼，会沿晶界被溶解。后一种情况可能在长期使用中逐渐发展，并不一定来自制造过程。
剥层腐蚀是晶间腐蚀在轧制或挤压材料中的特殊形式。这类材料的晶粒被压扁拉长，平行于表面层层叠叠，腐蚀沿着这些平行于表面的晶界推进，腐蚀产物体积大于原金属，像楔子一样把表层一层层撑起，外观呈书页状翘起或鼓包。剥层腐蚀常从板材边缘、切割面、紧固件孔壁和涂层破损处开始，在潮湿含盐环境中发展较快。
- 边缘和孔壁起始：切断面暴露了拉长晶粒的端部，腐蚀最容易从这里进入。
- 表面鼓包与分层：鼓包下方往往已有多层平行裂缝，剥开后可见层间白色产物。
- 热处理状态关键：峰值时效状态通常比适当过时效状态更敏感。
- 服役受热：长期处于较高环境温度的高镁铝镁合金件，应关注使用中逐渐敏化。
宏观与金相识别
宏观上，晶间腐蚀严重的不锈钢表面失去金属光泽，呈灰暗或粗糙的颗粒状，有时可以看到晶粒脱落后留下的砂粒状表面；敲击时金属声变得沉闷，弯曲时表面出现大量细小裂纹甚至碎裂。腐蚀轻微时外观几乎没有变化，硬度也基本不变，仅凭外观和硬度无法判断。
金相截面是确认晶间腐蚀的主要手段。在不浸蚀或轻微浸蚀的截面上，可以看到腐蚀沿晶界向内延伸形成网状通道，表层晶粒被整颗剥离。对不锈钢还常用电解浸蚀观察晶界形貌：晶界只呈现台阶状说明没有明显的碳化物网络；晶界被沟槽完全包围说明存在连续析出，敏化可能性大；介于两者之间的混合形貌需要进一步试验确认。
- 取样应包括腐蚀区、过渡区和未受影响区，焊接件要横跨焊缝和两侧热影响区。
- 截面方向要与焊缝或轧制方向对应，剥层腐蚀需取平行和垂直于轧制方向两个截面。
- 区分晶间腐蚀与沿晶裂纹：前者呈网状均匀推进，后者有主裂纹和明显方向性。
- 记录腐蚀深度和受影响晶粒层数，为剩余强度评估提供依据。
敏化评价思路
敏化评价的目的是回答两个问题：失效件的晶界状态是否已经敏化，以及同批材料或同工艺焊件是否存在同样风险。评价方法较多，原理不同，结论也不能互相替代，应根据材料类型和实际服役介质选择。
- 电解浸蚀筛查在抛光面上做电解浸蚀，按晶界形貌快速筛选，不敏化的样品可以免做后续试验，有沟槽形貌的进入下一步。
- 酸性溶液浸泡试验在规定的沸腾酸性溶液中浸泡，通过失重或浸泡后弯曲有无裂纹判断晶间腐蚀倾向，不同溶液对碳化物、σ相等不同析出敏感程度不同。
- 电化学再活化法通过极化扫描测量晶界贫铬区的再活化程度，可以给出敏化程度的相对比较，适合对比不同热历史的样品。
- 铝合金专项评价铝合金采用针对晶间腐蚀或剥层腐蚀的浸泡方法，观察腐蚀深度、形态或剥层等级，高镁铝镁合金还可通过失重评价敏化。
- 结果对照工况评价结论要结合实际介质的氧化性、温度和服役时间解读，试验合格不等于在任何介质中都不会发生晶间腐蚀。
与其他沿晶失效的区分
| 失效类型 | 是否需要应力 | 形貌特征 | 鉴别要点 |
|---|---|---|---|
| 晶间腐蚀 | 不需要 | 网状沿晶腐蚀，晶粒成片脱落，无主裂纹 | 腐蚀区较均匀地向内推进，晶界有腐蚀产物或析出相 |
| 沿晶应力腐蚀开裂 | 需要拉应力 | 有主裂纹和分枝，裂纹走向与应力方向相关 | 裂纹集中在高应力部位，产物分布于裂纹内 |
| 氢致沿晶断裂 | 需要应力 | 沿晶断口较洁净，可见爪状撕裂痕 | 多见于高强度钢，与氢来源和延迟时间相关 |
| 高温晶界氧化 | 不一定 | 晶界被氧化物填充，表层伴随氧化皮 | 与高温暴露相关，内部可见氧化物沿晶网络 |
| 过烧 | 不需要 | 晶界熔化、氧化，晶粒粗大 | 来自热处理或锻造过热，非腐蚀造成 |
敏化的材料在拉应力下更容易发生沿晶应力腐蚀，两者可能同时存在，报告中应分别说明。
低碳、稳定化材料与固溶处理
选用低碳材料
降低碳含量可以显著延缓碳化物析出，是焊接结构防止敏化最常用的方法。
选用稳定化材料
加入钛、铌使碳优先形成稳定碳化物，但要防止刀口腐蚀，必要时进行稳定化处理。
固溶处理
加热到固溶温度使碳化物重新溶解，并快速冷却通过敏化区间，可以消除已有敏化。
控制焊接热输入
控制热输入和层间温度，减少热影响区在敏化区间的停留时间，注意焊材碳含量。
避免服役敏化
长期在敏化温度区间工作的部件，应选用耐敏化能力更强的材料。
铝合金改进
选择适当的过时效状态，保护切割边缘和孔壁，避免高镁合金长期受热。
北京与杭州的分工
北京团队负责现场调查、振动相关测试和综合分析；需要实验室仪器分析的部分，可由集团杭州实验室承接。具体由哪个实验室完成哪些项目、报告是否带 CMA、CNAS 标志，在方案和报价中写明。
常见问题
不锈钢焊缝旁边出现一条平行的腐蚀带，是焊缝质量问题吗？
这通常是热影响区敏化，问题在母材晶界状态和焊接热历史，而不一定是焊缝本身有缺陷。需要通过金相和敏化评价确认，并核对母材碳含量、焊接热输入、层间温度和焊后处理。
用了低碳不锈钢为什么还会出现晶间腐蚀？
可能原因包括实际材料碳含量不符、焊接或热处理时表面被油污等含碳物质污染导致增碳、长期在敏化温度区间服役，以及σ相或杂质偏聚等非碳化物机理。需要分别核对成分、组织和热历史。
已经敏化的设备能通过固溶处理恢复吗？
对碳化物引起的敏化，重新固溶并快速冷却可以消除。但大型焊接结构整体固溶容易变形，快速冷却也难以实现，往往不现实。已发生晶间腐蚀的区域不能通过热处理恢复，只能更换或修复。
铝合金板材一层层起皮鼓包是什么原因？
这通常是剥层腐蚀，腐蚀沿着平行于表面的拉长晶界推进，产物把表层逐层撑开。它与合金类型、热处理状态和晶粒形态有关，常从边缘、孔壁和涂层破损处开始，需要截面金相确认。
晶间腐蚀能通过硬度检测或外观检查发现吗？
轻度晶间腐蚀外观和硬度几乎没有变化，难以发现；严重时表面失去光泽、敲击声发闷。可靠的判断要依靠金相截面和敏化评价试验，硬度只能作为辅助。