鐵素體含量對不銹鋼管焊縫的影響自奧氏體不銹鋼管投入工業應用以來

鐵素體含量對不銹鋼管焊縫的影響自奧氏體不銹鋼管投入工業應用以來，焊縫鐵素體含量一直是人們高度關注的深層次問題。這是因為它們的存在確實會對奧氏體鋼管的強度、韌性、耐腐蝕性和可焊性產生一定的影響。其中一些問題已經基本澄清，而另一些問題需要進一步探討

我們的觀點是：

（1）鐵素體的強度高，而塑性和韌性差。它們的存在自然會影響奧氏體不銹鋼管的強度和韌性，但在一般應用中，只要鐵素體含量不太高，如10%左右，這種影響是允許的。特殊情況可通過附加焊縫金屬拉伸試驗、常溫或低溫沖擊試驗加以限制

（2）鐵素體對奧氏體不銹鋼管耐腐蝕性的影響是一個非常復雜且難以簡單解釋或有爭議的問題，因為不銹鋼管應用中的腐蝕主要是晶間腐蝕，縫隙腐蝕、點蝕、應力腐蝕開裂等局部腐蝕，其中不銹鋼管焊接中的晶間腐蝕主要是由焊縫影響區敏化引起的CR耗盡引起的。不銹鋼焊管的縫隙腐蝕主要與未焊透等焊接缺陷有關。點蝕和應力腐蝕開裂確實與鐵素體含量有關① 早期的研究僅僅認為焊縫中的鐵素體會促進點蝕，因此是有害的。一些實驗也證明了這一點。然而，隨后的研究指出，退火或未退火焊縫金屬的點蝕起始點發生在枝晶中心的cr.Mo貧化區，這是由微觀偏析引起的。Cr和Mo對枝晶芯棒的空心效應在以奧氏體為初始凝固固體的焊縫金屬中更為明顯，這表明鐵素體的存在對枝晶芯棒的空心效應影響不大，S偏析是鐵素體/奧氏體界面點蝕的更重要因素，這使得鐵素體/奧氏體界面成為304L自熔（GTAW）焊縫中最敏感的點蝕位置，鐵素體作為初始凝固模式

此外，還發現不同的介質條件，焊接方法和熱輸入（影響偏析程度）可能會影響上述不銹鋼管

的點蝕敏感位置② 鐵素體含量對奧氏體不銹鋼管焊縫金屬抗應力腐蝕性能的影響也很復雜，不能一概而論。它不僅取決于化學成分、介質環境和測試技術，還取決于鐵素體含量、形貌分布和凝固方式。有人認為鐵素體可以提高奧氏體不銹鋼管焊縫的抗應力腐蝕性能，因此焊縫的抗應力腐蝕性能優于母材和熱影響區；然而，有人持相反的觀點，認為鐵素體的陽極溶解是304鋼管對固溶應力腐蝕開裂敏感的原因

文獻認為，當鐵素體含量增加時，鐵素體形態從不連續的蝸桿狀變為連續的蝸桿狀或網狀，焊縫的應力和耐蝕性降低

焊后熱處理可以使鐵素體相變和球化，但只有足夠高的退火溫度和足夠長的時間，如10-100h，才能完成相變，顯著提高其抗應力腐蝕性。鐵素體含量越高，完全去除鐵素體的時間越長，這在實際生產中可能很難實現。即使經過如此長時間的高溫退火，高鐵素體含量奧氏體不銹鋼管焊縫的抗應力腐蝕性能也不理想。因此，焊后短時高溫退火只能使碳化物相和α相分解使C和Cr重新溶解為奧氏體，但不能完全將鐵素體轉變為奧氏體

③ 鐵素體含量對奧氏體不銹鋼管焊縫的可焊性有積極影響，尤其是焊接過程中焊縫的抗凝固裂紋能力。在不銹鋼焊管生產中，為了保持較高的焊接速度，使焊縫中含有3%-5%的鐵素體是有益的。