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奥氏体不锈钢中铁素体含量的利与弊

奥氏体不锈钢中铁素体含量的利与弊

奥氏体不锈钢中的δ相铁素体有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀性能,也能产生σ相脆化和δ相选择性腐蚀,不同行业对δ相铁素体含量均有相关要求。下面简要阐述奥氏体不锈钢中铁素体利与弊。

奥氏体不锈钢焊缝中δ相铁素体的作用

1、有利作用:防止热裂纹

机理:铁素体对PSSi、和Nb等元素溶解度较大,能防止这些不利元素偏析和形成低熔点共晶,从而阻止凝固裂纹产生。研究表明δ相超过3%可明显提高奥氏体焊缝抗热裂性能;

不利作用:易产生脆化相,降低材料韧性。

机理:高温下δ相铁素体容易转化成σ脆化相,即使不在高温下长时间工作,多层焊接时即可产生。δ相铁素体含量越高,越易析出σ相;铁素体含量过高,极易产生脆性相,将造成堆焊层材料脆化,降低材料韧性,造成脆性破坏;也会使热加工裂纹倾向性增大。

2、有利作用:

少量铁素体可提高焊接接头的耐腐蚀性能,尤其是耐晶间腐蚀和应力腐蚀破裂性能。

机理:在奥氏体不锈钢中,铁素体的存在可以打乱单一奥氏体组织的方向性,从而避免贫Cr层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的集中通道;δ相铁素体富Cr,碳化铬可优先在δ相边缘沉淀,不会在奥氏体晶粒表面形成贫铬层,从而也有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀性能。

不利作用:过高的铁素体降造成奥氏体抗点腐蚀和特殊介质中的腐蚀性能下降。

机理:因其与奥氏体的电极电位不同,超过一定限度后,会使点腐蚀和δ相选择性腐蚀倾向增大;

选择性腐蚀与腐蚀介质有关,在硫酸和尿素介质中将优先腐蚀。

特别关注:

σ相(脆硬无磁性的Fe-Cr相化合物,500~900℃下长时间工作,δ相铁素体易产生σ相,并分布于晶界,严重降低塑性和韧性并会增大晶间腐蚀性能);

为避免高温脆化;此时需将铁素体控制在3~8%,或固溶处理,将σ相溶解回基体。

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