自?shī)W氏體不銹鋼管道投入工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，焊縫中的鐵素體含量一直備受關(guān)注。這是因?yàn)樗鼈兊拇嬖诖_實(shí)對(duì)奧氏體鋼管的強(qiáng)度、韌性、耐蝕性和焊接性有一定的影響。這些問(wèn)題有的已經(jīng)基本澄清，有的還需要進(jìn)一步探索。
我們的觀點(diǎn)是：
(1)鐵素體強(qiáng)度高，但塑性和韌性差。它們的存在自然會(huì)對(duì)奧氏體不銹鋼管的強(qiáng)度和韌性產(chǎn)生影響但是，在一般應(yīng)用中，只要鐵素體含量不太高，例如10%左右，這種影響是可以允許的。特殊情況可通過(guò)附加焊縫金屬的拉伸試驗(yàn)和常溫或低溫沖擊試驗(yàn)來(lái)確定。
(2)鐵素體對(duì)奧氏體不銹鋼管耐蝕性的影響是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，很難簡(jiǎn)單解釋或引起爭(zhēng)議。不銹鋼管中的腐蝕主要是晶間腐蝕、縫隙腐蝕、孔蝕和應(yīng)力腐蝕開裂等局部腐蝕，其中晶間腐蝕主要是由于焊縫影響區(qū)敏化引起的鉻貧化引起的，而縫隙腐蝕主要與不銹鋼焊管中未焊透等焊接缺陷有關(guān)。孔蝕和應(yīng)力腐蝕開裂與鐵素體含量有關(guān)。
(1)早期的研究曾簡(jiǎn)單地認(rèn)為焊縫中的鐵素體可以促進(jìn)孔蝕，因此是有害的。一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。然而，隨后的研究指出，退火或未退火焊縫金屬的孔蝕起始點(diǎn)出現(xiàn)在鉻中。以?shī)W氏體為初始凝固相的焊縫金屬中，枝晶中心的鉬耗盡區(qū)由顯微偏析引起，鉻和鉬對(duì)枝晶芯棒的空洞效應(yīng)更加明顯，說(shuō)明鐵素體的存在影響不大
其他研究人員指出，S的偏析是鐵素體/奧氏體界面處孔蝕更為重要的因素，這使得鐵素體/奧氏體界面成為孔蝕在304L自熔(GTAW)焊縫初始凝固模式下最敏感的位置。
此外，還發(fā)現(xiàn)不同的介質(zhì)條件、焊接方法和熱輸入(影響偏析程度)可能會(huì)影響不銹鋼管的孔蝕敏感位置。
鐵素體含量對(duì)奧氏體不銹鋼管焊縫金屬抗應(yīng)力腐蝕性能的影響也是復(fù)雜的，不能一概而論，不僅取決于化學(xué)成分、介質(zhì)環(huán)境和試驗(yàn)技術(shù)，還取決于鐵素體含量、形貌分布和凝固方式。有人認(rèn)為鐵素體可以提高奧氏體不銹鋼管焊縫的抗應(yīng)力腐蝕能力，因此焊縫的抗應(yīng)力腐蝕能力優(yōu)于母材和熱影響區(qū)，但也有人持相反觀點(diǎn)，認(rèn)為鐵素體的陽(yáng)極溶解是304鋼管在溶液中對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂敏感的原因。
根據(jù)文獻(xiàn)記載，隨著鐵素體含量的增加，鐵素體形態(tài)由不連續(xù)的蠕蟲狀變?yōu)檫B續(xù)的蠕蟲狀或網(wǎng)狀，焊縫的應(yīng)力和耐蝕性降低。
焊后熱處理可以使鐵素體轉(zhuǎn)變和球化，但只有當(dāng)退火溫度足夠高，退火時(shí)間足夠長(zhǎng)，如10-100小時(shí)，鐵素體才能完全轉(zhuǎn)變，其抗應(yīng)力腐蝕能力才能明顯提高。鐵素體含量越高，完全去除鐵素體所需的時(shí)間越長(zhǎng)，這在實(shí)際生產(chǎn)中可能很難實(shí)現(xiàn)。即使經(jīng)過(guò)如此長(zhǎng)時(shí)間的高溫退火，鐵素體含量高的奧氏體不銹鋼管焊縫的抗應(yīng)力腐蝕性能也不理想。因此焊后短時(shí)間高溫退火只能分解碳化物相和相，將C和Cr重新溶解為奧氏體，而不能將鐵素體相完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體
鐵素體含量對(duì)奧氏體不銹鋼管焊縫的可焊性有積極影響，尤其是對(duì)焊縫在焊接過(guò)程中的抗凝固裂紋性有積極影響。在不銹鋼焊管生產(chǎn)中，為了保持較高的焊接速度，使焊縫中含有3%-5%的鐵素體是有利的。