鉻鎳奧氏體鋼凝固時，根據(jù)不同的化學成分可能會有3種結(jié)晶模式，即A全奧氏體模式、AF（初析奧氏體并在凝固終了前，共晶生成部分鐵素體）凝固模式和FA（初析鐵素體并在凝固終了前形成部分奧氏體）凝固模式。焊縫凝固模式不同，焊縫凝固的開裂敏感性也不同。FA凝固模式抗凝固裂紋能力*，全奧氏體凝固模式抗裂能力最差。

而鉻鎳奧氏體焊縫的凝固模式主要取決于焊縫金屬的[Cr/Ni]eq，有文獻研究表明當[Cr/Ni]eq＞（1.47-1.58）時為FA凝固模式，當（1.47-1.58）＞[Cr/Ni]eq＞（1.14-1.24）為AF凝固模式，當[Cr/Ni]eq＜1.14-1.24）為全奧氏體凝固模式，可為設計者提供參考。

二、不銹鋼中鐵素體的作用

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(chǎn)生σ相脆化和δ相選擇性腐蝕，不同行業(yè)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

有利作用一：

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(chǎn)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(chǎn)生脆化相，降低材料韌性。

機理：

高溫下δ相鐵素體容易轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)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。

有利作用二：

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(gòu)成腐蝕介質(zhì)的集中通道；

δ相鐵素體富Cr，碳化鉻可優(yōu)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(zhì)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(zhì)有關，在硫酸和尿素介質(zhì)中將優(yōu)先腐蝕。

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(chǎn)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。

三、鐵素體常見的檢測/預測方法

3.1 磁性法——JB/T 7853-95 鉻鎳奧氏體不銹鋼焊縫中鐵素體數(shù)的測量

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奧氏體不銹鋼中鐵素體的作用、檢測及預測

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