奥氏体不锈钢中的σ相

奥氏体不锈钢在下列情况,有可能出现σ相。
(1)在产生σ相的温度区间(500~900℃),长时间加热。
(2)在铬-镍奥氏体不锈钢中加入了形成铁素体的元素,如钛、铌、钼、硅等。
(3)采用形成铁素体元素高的焊条施焊的奥氏体不锈钢焊缝中。
(4)铸造的18-8奥氏体不锈钢,特别是含钛、铌、硅元素较高的铸造奥氏体不锈钢中容易出现σ相,这可能与铸造不锈钢中的成分偏析有关。
以锰、氮代镍的铬-锰-镍-氮系奥氏体不锈钢中,σ相形成倾向更强一些。

σ相在奥氏体不锈钢中的存在会有不利作用。
首先,σ相是一种硬度很高、塑性很低的金属间相,其存在于奥氏体不锈钢中,特别是沿晶界析出时,会对钢的塑性产生较大的影响,反映在钢的冲击韧性显著降低。有资料介绍,www.cn-bxg.com在含1.36%硅的18Cr-8Ni奥氏体不锈钢焊缝中,由于σ相的存在,冲击功可由105J降至20J。σ相的形成还会伴有碳化物的析出,而且析出的速度很快。另外,由于铬-镍奥氏体不锈钢中的σ相是含有较高铬量的铬-铁金属间化合物,其在晶界形成时,同样在其周围局部地区形成贫铬区,会在腐蚀介质中引起晶间腐蚀,特别是在强氧化介质中,使材料的晶间腐蚀更敏感。同样的原因,也会使材料在含Cl-介质中的点腐蚀倾向加重。

铬-镍奥氏体不锈钢中的σ相在加热到高于其形成温度后,会重新溶解。一般认为,加热温度大于920℃,之后快速冷却,σ相就不会析出。在实际生产中,采用固溶化热处理即可达到目的。

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