奧氏體不銹鋼中鐵素體含量的利與弊

奧氏體不銹鋼中鐵素體含量的利與弊

奧氏體不銹鋼中的δ相鐵素體有利于提高焊縫的抗晶間腐蝕性能，也能產生σ相脆化和δ相選擇性腐蝕，不同行業對δ相鐵素體含量均有相關要求。下面簡要闡述奧氏體不銹鋼中鐵素體利與弊。

奧氏體不銹鋼焊縫中δ相鐵素體的作用

1、有利作用：防止熱裂紋

機理：鐵素體對P、S、Si、和Nb等元素溶解度較大，能防止這些不利元素偏析和形成低熔點共晶，從而阻止凝固裂紋產生。研究表明δ相超過3%可明顯提高奧氏體焊縫抗熱裂性能；

不利作用：易產生脆化相，降低材料韌性。

機理：高溫下δ相鐵素體容易轉化成σ脆化相，即使不在高溫下長時間工作，多層焊接時即可產生。δ相鐵素體含量越高，越易析出σ相；鐵素體含量過高，極易產生脆性相，將造成堆焊層材料脆化，降低材料韌性，造成脆性破壞；也會使熱加工裂紋傾向性增大。

2、有利作用：

少量鐵素體可提高焊接接頭的耐腐蝕性能，尤其是耐晶間腐蝕和應力腐蝕破裂性能。

機理：在奧氏體不銹鋼中，鐵素體的存在可以打亂單一奧氏體組織的方向性，從而避免貧Cr層貫穿于晶粒之間構成腐蝕介質的集中通道；δ相鐵素體富Cr，碳化鉻可優先在δ相邊緣沉淀，不會在奧氏體晶粒表面形成貧鉻層，從而也有利于提高焊縫的抗晶間腐蝕性能。

不利作用：過高的鐵素體降造成奧氏體抗點腐蝕和特殊介質中的腐蝕性能下降。

機理：因其與奧氏體的電極電位不同，超過一定限度后，會使點腐蝕和δ相選擇性腐蝕傾向增大；

選擇性腐蝕與腐蝕介質有關，在硫酸和尿素介質中將優先腐蝕。

特別關注：

① σ相（脆硬無磁性的Fe-Cr相化合物，500~900℃下長時間工作，δ相鐵素體易產生σ相，并分布于晶界，嚴重降低塑性和韌性并會增大晶間腐蝕性能）；

② 為避免高溫脆化；此時需將鐵素體控制在3~8%，或固溶處理，將σ相溶解回基體。

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