不锈钢制品管焊(han)缝中的铁素体会带来什么影响(xiang)？

       与完全奥氏体不锈钢母材的无磁性(xing)不同，焊缝常常有轻(qing)微(wei)的磁性，这种磁性与焊缝中的铁素体组织有关。不锈钢制品管焊接的主要问题之一是热裂纹，为了减小热裂纹(wen)倾向，焊缝的显微结构设计一般含(han)有少量铁素体，铁素体含量的控制主(zhu)要通过合金成分来实现(xian)。奥氏体不锈钢焊(han)缝中(zhong)含有3%以(yi)上的铁素体，可以有效避免(mian)凝(ning)固裂纹(wen)的产生，但过(guo)多的铁(tie)素体会对使用性能产生不利(li)影响。接下来，细看不锈钢制品(pin)管焊缝中(zhong)的铁素(su)体(ti)会带来什么影响？        一、对(dui)腐蚀(shi)性能的影响
       焊缝金属的敏化倾向较相应(ying)的母材低，焊缝中存(cun)在铁素体，其Cr含量高于奥(ao)氏体，而且Cr在铁素(su)体中的(de)扩散速度比在奥氏(shi)体中(zhong)快得多，而(er)M23C6碳化物倾向于在凹凸不平的铁素体-奥氏体边界析出，而不是在比较直(zhi)的奥氏(shi)体-奥氏体(ti)边界析出，Cr在铁素体中的快(kuai)速扩散，可以克服晶界的贫铬问题。这些因素大大限制了在(zai)含有铁素体的奥氏体不锈钢焊缝中(zhong)的敏化，从而防止(zhi)了晶间腐蚀。
       含有少量铁素(su)体的奥氏体不锈钢焊缝金属在大多数腐(fu)蚀环境中，其耐蚀性和不含(han)铁素体的对应母材是相当的，但是对于在(zai)有机酸中，这些介质会选择性地侵蚀铁素体。焊缝金(jin)属中铁素体数(shu)大(da)于(yu)5FN时，腐蚀将沿铁素体网络进行，使焊缝产生严重(zhong)破(po)坏(huai)。

       二、高温使用的不锈钢
       奥氏体不锈钢焊缝金属中生成的铁素体起了第二相强化作(zuo)用，相对于母材(cai)和热影响区(qu)，屈服强度显著提高，而延性相当。增加焊缝金属中的铁素体含量使室温强度显著增加，但使高温强度增加较少。不锈钢制品管在高温环(huan)境中，铁素体是有害相。

       1.铁素体的蠕变破坏
       焊缝金属中连续的铁素体网络（FN=10），由于裂纹在(zai)铁素体(ti)-奥氏体界面(mian)上较早(zao)地(di)起裂，促使快速地蠕变破坏，应使(shi)铁素体含量低(di)于(yu)5FN，防止形成连续的铁素体(ti)网络。

       2.铁(tie)素体的475℃脆化
       Cr含量在15%~70%的Fe-Cr合金，在加(jia)热到425℃~550℃温度区间会生成富Cr的铁素体和富铁的铁素体，产生(sheng)严重的脆化。而奥氏体不锈钢焊缝金属的铁素体相，实(shi)质是把铁(tie)素体（Cr20~30%和Ni4%～5%）镶嵌在奥氏体(ti)母(mu)体中，因此(ci)在425℃～550℃温度区间长时间停留(liu)（约(yue)5000h），铁素体相会脆化，硬度增加、塑性和韧性受损。
       大于550℃短时(shi)加热，可以消除这种脆化现象，但长时间加热又会引起σ相脆化。

       三、低(di)温性(xing)能
       奥(ao)氏体不锈钢在(zai)低温下表现出很好(hao)的强度，延性和韧度(du)。而铁素体在低(di)温下会发生脆性转变，因此在低温工作的不锈钢制品管(guan)，其焊缝的铁素体含量要求更低。
       奥氏体不锈钢焊缝中含有少量的铁素体就会使(shi)低温韧(ren)度降低，当焊缝(feng)中铁素(su)体含量达到FN=10时，低温(wen)韧(ren)度会下降(jiang)50%。
       不锈钢制品管的低温韧性不仅与铁(tie)素体含量有关，而且与焊缝的洁(jie)净度关系较大。试验表明，由(you)于碱性低氢型焊条的(de)熔敷金属含氧量低于钛钙(gai)型，焊缝韧性也较好；惰性气体保护焊熔敷金属含氧量低于有渣保护，焊缝韧性也较好；超低碳焊接(jie)材料的(de)熔敷金属晶间(jian)沉淀少，焊缝(feng)韧性较好。
       从工艺评定试验的统计结果看(kan)，采用普通的奥氏(shi)体不锈钢(gang)焊条如A132、A102、A137、A107等，-100℃的冲击功一般在30J左右，但温度继续降(jiang)低到-196℃时(shi)，冲击(ji)功(gong)变化不大，这主要是铁素(su)体在-100℃以上时已经发生了(le)脆性(xing)转变，-100℃以下时铁素体仍(reng)是脆性相，奥氏体仍然不发生脆性转变，因此冲击功变化不(bu)大(da)。        综上可知，焊后需要进行热处理或在高温使(shi)用(yong)时，焊缝金属铁素体数（FN），在焊后热处理前测量不(bu)超过10FN。当不锈钢制品管用于低于-100℃的低温环境时，按照相关规定进行焊缝低温冲击试验；用于低于-196℃的低温环境时，焊缝铁素体含量低(di)于5FN。当不锈钢(gang)制品管用于无磁或特殊腐蚀环境时，则需要(yao)按照设计要求(qiu)进行(xing)控制。


参考(kao)资料：吉章红(hong)—奥氏体不锈钢(gang)焊缝铁素体含量对性能的影响(xiang)