铬镍奥氏体钢凝固时，根据不同的化学成分可能会有3种结晶模式，即A全奥氏体模式、AF（初析奥氏体并在凝固终了前，共晶生成部分铁素体）凝固模式和FA（初析铁素体并在凝固终了前形成部分奥氏体）凝固模式。焊缝凝固模式不同，焊缝凝固的开裂敏感性也不同。FA凝固模式抗凝固裂纹能力*，全奥氏体凝固模式抗裂能力最差。

而铬镍奥氏体焊缝的凝固模式主要取决于焊缝金属的[Cr/Ni]eq，有文献研究表明当[Cr/Ni]eq＞（1.47-1.58）时为FA凝固模式，当（1.47-1.58）＞[Cr/Ni]eq＞（1.14-1.24）为AF凝固模式，当[Cr/Ni]eq＜1.14-1.24）为全奥氏体凝固模式，可为设计者提供参考。

二、不锈钢中铁素体的作用

奥氏体不锈钢中的δ相铁素体有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀性能，也能产生σ相脆化和δ相选择性腐蚀，不同行业对δ相铁素体含量均有相关要求。下面简要阐述奥氏体不锈钢中铁素体利与弊。

奥氏体不锈钢焊缝中δ相铁素体的作用

有利作用一：

防止热裂纹

机理：

铁素体对P、S、Si、和Nb等元素溶解度较大，能防止这些不利元素偏析和形成低熔点共晶，从而阻止凝固裂纹产生。

研究表明δ相超过3%可明显提高奥氏体焊缝抗热裂性能；

不利作用：

易产生脆化相，降低材料韧性。

机理：

高温下δ相铁素体容易转化成σ脆化相，即使不在高温下长时间工作，多层焊接时即可产生。δ相铁素体含量越高，越易析出σ相；

铁素体含量过高，极易产生脆性相，将造成堆焊层材料脆化，降低材料韧性，造成脆性破坏；

也会使热加工裂纹倾向性增大。

有利作用二：

少量铁素体可提高焊接接头的耐腐蚀性能，尤其是耐晶间腐蚀和应力腐蚀破裂性能。

机理：

在奥氏体不锈钢中，铁素体的存在可以打乱单一奥氏体组织的方向性，从而避免贫Cr层贯穿于晶粒之间构成腐蚀介质的集中通道；

δ相铁素体富Cr，碳化铬可优先在δ相边缘沉淀，不会在奥氏体晶粒表面形成贫铬层，从而也有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀性能。

不利作用：

过高的铁素体降造成奥氏体抗点腐蚀和特殊介质中的腐蚀性能下降。

机理：

因其与奥氏体的电极电位不同，超过一定限度后，会使点腐蚀和δ相选择性腐蚀倾向增大；

选择性腐蚀与腐蚀介质有关，在硫酸和尿素介质中将优先腐蚀。

注：

① σ相（脆硬无磁性的Fe-Cr相化合物，500~900℃下长时间工作，δ相铁素体易产生σ相，并分布于晶界，严重降低塑性和韧性并会增大晶间腐蚀性能）；

② 为避免高温脆化；此时需将铁素体控制在3~8%，或固溶处理，将σ相溶解回基体。

三、铁素体常见的检测/预测方法

3.1 磁性法——JB/T 7853-95 铬镍奥氏体不锈钢焊缝中铁素体数的测量

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奥氏体不锈钢中铁素体的作用、检测及预测

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