Охрупчивание сварных швов из аустенитной нержавеющей стали при высокой температуре ускоряется дельта-ферритом.
Чтобы избежать трещин в сварных швах из аустенитной нержавеющей стали при затвердевании расплавленного металла, присадочный материал должен содержать некоторое количество дельта-феррита, обычно более 3 %.
Однако дельта-феррит преобразуется в интерметаллические фазы, в частности, в сигма-фазу, быстрее, чем в аустенит, как при высоких температурах, так и при термообработке после сварки. Сигма-фаза - интерметаллид с приблизительной химической формулой FeCr и, как и большинство интерметаллидов, очень хрупкий, поэтому ухудшает механические свойства материалов.
Для различных железохромоникелевых сплавов ударная вязкость по Шарпи падает экспоненциально с увеличением содержания сигма-фазы. Чем больше дельта-феррита в номинально аустенитной нержавеющей стали, тем больше образуется сигма-фазы. Чтобы избежать чрезмерного охрупчивания материала, содержание дельта-феррита в исходной микроструктуре обычно ограничивают уровнем ниже 10 %.
Сварной шов, содержащий дельта-феррит, охрупчивается, когда нержавеющую сталь нагревают до температуры 400-550 ⁰C, но наиболее выразительным эффект становится при температуре 475 ⁰C. При длительном температурном воздействии ударная вязкость резко падает.
Это происходит, когда спинодальное разложение феррита образует насыщенные хромом выделения в богатой железом матрице. Этот эффект усиливается по мере содержания хрома в составе. Однако охрупчивание при температуре 475 ⁰C обычно незначительно для материалов с ферритным числом менее 14FN.
К началу
