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铁素体的形成机理以及不锈钢中fe%含量测试方法

铁素体的形成机理以及不锈钢中fe%含量测试方法

所有不同种类的不锈钢都是Cr含量12%以上的铁基合金。不锈钢的组织结构由合金元素含量(也就是铬、镍当量)所决定。对不锈钢,合金元素可分为两大类,即铁素体形成元素(也称铬当量元素)和奥氏体形成元素(也称镍当量元素),两大类元素的平衡关系决定了组织中铁素体含量的多少。奥氏体形成元素主要有CN MnNiCu等,铁素体形成元素主要有CrMoSiNbAlTi等。

铬镍奥氏体钢凝固时,根据不同的化学成分可能会有3种结晶模式,即A全奥氏体模式、AF(初析奥氏体并在凝固终了前,共晶生成部分铁素体)凝固模式和FA(初析铁素体并在凝固终了前形成部分奥氏体)凝固模式。焊缝凝固模式不同,焊缝凝固的开裂敏感性也不同。FA凝固模式抗凝固裂纹能力*强,全奥氏体凝固模式抗裂能力*差。而铬镍奥氏体焊缝的凝固模式主要取决于焊缝金属的[Cr/Ni]eq,有文献研究表明当[Cr/Ni]eq>(1.47-1.58)时为FA凝固模式,当(1.47-1.58)>[Cr/Ni]eq>(1.14-1.24)为AF凝固模式,当[Cr/Ni]eq1.14-1.24)为全奥氏体凝固模式,可为设计者提供参考。

奥氏体不锈钢是不锈钢焊材中重要的一类,因其良好的耐热、耐蚀、耐低温及好的加工和焊接性被广泛应用于各个领域,其产量约占不锈钢总量的70%。奥氏体是C溶解在γ铁形成的间隙固溶体,具有面心立方结构,无磁性;奥氏体不锈钢是主要通过冷作加工使其强化(并产生诱导马氏体而导致有磁性)的不锈钢。铁素体是奥氏体不锈钢中的重要组成部,具有体心立方结构,有磁性,分为α铁素体和δ铁素体。焊接时奥氏体不锈钢形成的铁素体,是由液态向固态转变时形成的铁素体,此种铁素体称为δ铁素体(也叫高温铁素体);而由奥氏体析出的铁素体也就是α铁素体,两者因转变温度不同而有着 本质上的区别。

关于α铁素体和δ铁素体:

α铁素体:C溶解在α铁形成的间隙固溶体,常用符号F表示,是铁素体不锈钢的主要组成;

δ铁素体:C溶解在δ铁形成的间隙固溶体,也称高温铁素体,在奥氏体不锈钢焊缝中起着极其重要的作用;

  不锈钢中铁素体含量测试方法通常有金相法和化学计算法,但这通常适用于实验室做科研或是第三方计量单位做测试评估用。工业生产中适用的方法还是常规的磁感应法铁素体测试仪/铁素体含量检测仪,依据铁素体具有导磁性的原理来快速无损检测不锈钢中的铁素体含量。


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