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奧氏體不銹鋼中鐵素體含量的利與弊

更新時(shí)間:2025-02-17點(diǎn)擊次數(shù):688

 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(duì)δ相鐵素體含量均有相關(guān)要求。下面簡(jiǎn)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(jī)理:鐵素體對(duì)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(diǎn)共晶,從而阻止凝固裂紋產(chǎn)生。研究表明δ相超過(guò)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(jī)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(zhǎng)時(shí)間工作,多層焊接時(shí)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(guò)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(huì)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(yīng)力腐蝕破裂性能。

機(jī)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(huì)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(guò)高的鐵素體降造成奧氏體抗點(diǎn)腐蝕和特殊介質(zhì)中的腐蝕性能下降。

機(jī)理:因其與奧氏體的電極電位不同,超過(guò)一定限度后,會(huì)使點(diǎn)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(guān),在硫酸和尿素介質(zhì)中將優(yōu)先腐蝕。

特別關(guān)注:

①σ相(脆硬無(wú)磁性的Fe-Cr相化合物,500~900℃下長(zhǎng)時(shí)間工作,δ相鐵素體易產(chǎn)生σ相,并分布于晶界,嚴(yán)重降低塑性和韌性并會(huì)增大晶間腐蝕性能);

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

關(guān)于奧氏體不銹鋼中鐵素體含量便攜式儀器檢測(cè)采用鐵素體含量檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè),目前市面上有QC-11A,鐵素體含量檢測(cè)儀可方便準(zhǔn)確的測(cè)量奧氏體鋼及合金鋼中鐵素體含量,確保工件運(yùn)行可靠。

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QC-11A 鐵素體含量檢測(cè)儀


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