一些含鎳量通常不是特別高的奧氏體不(bu)銹鋼(母材金屬或焊縫),特別是為了提高焊縫抗熱裂紋而設計體積分數為3%~5%或更高的鐵素體組織的焊縫,在650~850℃高溫持續服役的過程中會發生σ相的脆變。受各種物理、冶金因素的影響σ相可在晶界,或順著孿晶界和滑移帶形成,長大成塊狀或在奧氏體晶粒內形成針狀或片狀,以魏氏體組織形式存在。由片狀構成羽狀組織的σ相的脆化效果極壞,使塑性、韌性及持久強度都大大降低;而塊狀尤其是細粒狀σ相的不良影響較輕。不同牌號的鋼析出σ相的敏感溫度區也不相同。例如,06Cr25Ni20奧氏體型不銹鋼,在溫度低于800℃時,σ相析出緩慢;當溫度高于900℃時,σ相就不會析出。對于18-8型不銹鋼當溫度超過850℃時,就不會析出σ相。鎳含量很高的穩定純奧氏體不銹鋼很少發生σ相的脆變或者說。相脆化程度輕,可以長時間工作。


  為了(le)防止(zhi)奧(ao)氏體型不銹鋼焊(han)縫金屬形成(cheng)σ相的脆(cui)化(hua)問題,應采取下列措(cuo)施:首(shou)先選擇焊(han)接(jie)材(cai)料時就不能(neng)只考(kao)慮防止(zhi)熱裂紋(wen)而選用使(shi)焊(han)縫出現多量的鐵(tie)素體組織;同時還要嚴格限制(zhi)焊(han)接(jie)材(cai)料中加速σ相形成(cheng)元素如鉬、硅(gui)、鈮等,適(shi)當降低其鉻含量和(he)提高鎳(nie)的含量:其次在焊(han)接(jie)工(gong)藝方(fang)面,要選用熱輸入低的焊(han)接(jie)方(fang)法(fa),焊(han)件不能(neng)在600~850℃溫度(du)區(qu)域進行焊(han)后熱處理,以減少或避免在此溫度(du)的停留時間(jian),從而避免。相脆(cui)化(hua)的產(chan)生。


  總之,在腐蝕介質工作環境長期服役的耐酸不銹鋼焊接構件,對σ相沒有嚴格控制,即使出現了σ相也可以通過熱處理消除。對于在600~850℃高溫條件持續服役的耐熱不銹鋼焊接構件,σ相(xiang)脆化是一個極為重要的問題,所以對耐熱不銹鋼的選用,焊接方法、焊接材料的確定,都要慎重。