铁素体不锈钢怎样能析出σ相

铁素体不锈钢怎样能析出σ相铁素体钢σ相是Cr的质量分数约45%的典型FeCr金属间化合物，无磁性，硬而脆。在纯Fe-Cr合金中，wCr＞20％即可产生σ相。当存在其他合金元素，特别是存在Mn、Si、Mo、W等时，会促使在较低Cr含量下即形成σ相，而且可以是三元组成 。   铬是缩小奥氏体相区的元素，在其质量分数约大于12%时，奥氏体相区完全消失。这就意味含wCr>12%的合金不发生γ-α转变，因而也不会发生晶粒细化和硬化。Cr是强铁素体形成元素，因此在整个的合金范围内，铁素体都可以从液体金属中析出。当含Cr量较高时，脆硬的σ相在约820℃从δ铁素体开始析出。σ相中Cr含量高，所以会发生脆化。   普通纯度铁素体不锈钢中wCr>21%时，若在520～820℃之间长时间加热，即可析出σ相。σ相的形成与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以及预先冷变形等因素有关。钢中促进铁素体形成的元素如铝、硅、钼、钛和铌均能强烈地增大产生σ相的倾向；锰能使高铬钢形成σ相所需铬的含量降低；而碳和氮能稳定奥氏体相并能与铬形成化合物，会使形成σ相所需铬含量增加。镍能使形成σ相所需温度提高。由于σ相的形成有赖于Cr、Fe等原子的扩散迁移，故形成速度较慢。wCr=17%的钢只有在550℃回火1000h后才会开始析出σ相。当加入2%的Mo时，σ相析出时间大为缩短，约在600℃回火200h后即可出现σ相。因此，对于长期工作于σ相形成温度区的铁素体型耐热钢的焊接高温构件而言，必须引起足够的重视。

铁素体不锈钢中析出σ相的条件主要是合金中铬的含量较高，并且在520～820℃之间长时间加热。此外，添加的合金元素如Mo、Mn、Si等可以降低形成σ相所需的铬含量，并改变析出速度。小心控制加热温度和时间，以及合理选择合金组分是防止或促进σ相析出的关键因素。
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