一些含鎳量通常不是特別高的奧(ao)氏體不銹鋼(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。


  為了防止(zhi)奧氏體型不銹鋼焊(han)(han)縫(feng)金屬形(xing)成σ相的脆(cui)化(hua)問題,應采取下列(lie)措施:首(shou)先(xian)選(xuan)擇焊(han)(han)接材料時(shi)(shi)就不能只考慮防止(zhi)熱(re)(re)裂(lie)紋而選(xuan)用使焊(han)(han)縫(feng)出現多(duo)量(liang)的鐵(tie)素(su)體組織;同時(shi)(shi)還要(yao)嚴格限制焊(han)(han)接材料中加速σ相形(xing)成元素(su)如鉬、硅、鈮等,適當降低(di)其(qi)鉻含量(liang)和提高鎳的含量(liang):其(qi)次在(zai)(zai)焊(han)(han)接工藝方(fang)面,要(yao)選(xuan)用熱(re)(re)輸入低(di)的焊(han)(han)接方(fang)法,焊(han)(han)件不能在(zai)(zai)600~850℃溫度區(qu)域進行焊(han)(han)后熱(re)(re)處理,以減少或避免在(zai)(zai)此(ci)溫度的停(ting)留時(shi)(shi)間,從而避免。相脆(cui)化(hua)的產生(sheng)。


  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。