304不銹鋼管具有較低的層錯(cuò)能。通過(guò)熱機(jī)械處理可以改變晶界的特征分布，并顯著增加e-csl晶界的比例，如圖1所示
圖1a是未加工304不銹鋼管的SEM圖像，圖Lb是取向成像顯微鏡（oim）上基板樣品獲得的晶界特征分布。在取向成像圖中，細(xì)灰色實(shí)線代表e-csl晶界，粗實(shí)線代表大角度晶界，如下所示。晶界取向關(guān)系的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，未經(jīng)處理的304不銹鋼管基體的e-csl晶界比例約為63%
圖1c和圖1D顯示了經(jīng)熱機(jī)械處理的304不銹鋼管的SEM圖像和晶界特征分布。x-csl晶界比例提高到85%左右，大量大角度晶界被e-csl晶界取代，連續(xù)大角度晶界被分離。觀察表明，經(jīng)熱機(jī)械處理的樣品中很容易出現(xiàn)熱處理的李子晶體。圖2A顯示了通過(guò)SEM觀察到的熱機(jī)械處理處理的304不銹鋼管中從大角度晶界衍生的孿晶。OIM顯示，孿晶的衍生截面從高能晶界轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍躤17a晶界，如圖2B所示。樣品敏化并用10%草酸溶液腐蝕后，由孿晶衍生的高能晶界沒(méi)有出現(xiàn)蝕刻槽，因?yàn)樾纬闪诵碌牡湍芫Ы?，其他高能晶界被蝕刻通過(guò)，如圖2A所示
圖3所示的TEM照片顯示了高能晶界上由于孿晶而產(chǎn)生的低能晶界的另一個(gè)示例。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)菊池線圖的分析表明，由GBE產(chǎn)生的低能晶界是b13b CSL晶界。圖3B顯示了圖3。中所示結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。在圖3-B中，R代表大角度晶界，大部分晶格含量分布在虛線1.2和3
的一側(cè)。從晶界結(jié)構(gòu)照片可以看出，高能晶界上存在碳化物沉淀，分析表明它是cr23q碳化物；而e13bcsi在晶界上沒(méi)有碳化物析出。同樣，孿晶面上沒(méi)有碳化物沉淀。因?yàn)樗膶\晶面是f.3csl低能晶界。圖4和圖5分別顯示了經(jīng)熱機(jī)械處理的304不銹鋼管的鉻含量分布，其垂直于和沿著低能晶界、高能晶界和新衍生的GBE孿晶界。從鉻分布曲線可以看出，低能E13B CSL晶界顯示中度缺鉻，鉻含量在15%的右側(cè)，鉻含量沿晶界的分布非常不穩(wěn)定（圖4）。f3csl晶界上沒(méi)有晶格損耗（圖5b）。最嚴(yán)重的缺鉻發(fā)生在大角度晶界，其鉻含量?jī)H為12%（圖5a）。確保不銹鋼管良好耐腐蝕性的最低鉻含量為12.7%。與該值相比，由CBE新獲得的低能晶界上的鉻含量可以明顯確保材料具有良好的耐腐蝕性而不發(fā)生腐蝕
晶界可以因高能而開(kāi)裂并轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷木Ы纭Ｆ渲兄皇堑湍軣崽幚韺\晶界轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)。在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，熱處理的梅花晶體的形成會(huì)降低晶界能。如圖2和圖3所示，由于大角度高能晶界中的GBE和相干界面結(jié)構(gòu)（2，CSL晶界），熱處理plum產(chǎn)品的形成可以引入新衍生的低能晶界。一般來(lái)說(shuō)，孿晶的形成或反應(yīng)總是會(huì)增加CSL晶界的比例，甚至在低層錯(cuò)能材料（如304不銹鋼管）的高能晶界上衍生出低能晶界。這項(xiàng)研究可以清楚地表明，用GBE衍生的熱機(jī)械處理方法對(duì)低能晶界進(jìn)行處理，可以抑制晶界碳化物的析出，從而抑制缺鉻。在熱機(jī)械處理過(guò)程中，遷移的晶界必須與晶格、位錯(cuò)等晶界相互作用。由于新導(dǎo)出的低能晶界的位錯(cuò)率遠(yuǎn)低于大角度晶界的位錯(cuò)率，并且在能量吸收完成之前，遷移是不可能的，因此GBE導(dǎo)致的新導(dǎo)出的低能晶界不會(huì)長(zhǎng)距離遷移。當(dāng)然，高溢流處理也使晶界轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍芫Ы绯蔀榭赡堋Ｓ蒅BE產(chǎn)生的低能晶界也因結(jié)構(gòu)突變而難以與晶格缺陷相互作用。由于孿晶的形成，在大角度晶界上產(chǎn)生的低能晶界可能是GBE的起點(diǎn)。GBE通過(guò)預(yù)變形處理產(chǎn)生孿晶，可以使晶界網(wǎng)絡(luò)具有較高比例的低能晶界，從而有效阻止缺鉻在大角度晶界的連續(xù)分布，抑制不銹鋼管表面沿晶界向內(nèi)擴(kuò)展的晶間腐蝕。圖6說(shuō)明了通過(guò)熱機(jī)械處理引入低能晶界以阻止晶間腐蝕的過(guò)程。GBE誘發(fā)的低能晶界阻塞晶間腐蝕是改善奧氏體不銹鋼管晶間腐蝕性能的實(shí)質(zhì)。圖7顯示了GBE抑制穿晶腐蝕的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。可以看出，GBE引入的低能晶界能有效提高材料的晶間腐蝕抗力。