鐵素體的形成機(jī)理以及不銹鋼中fe%含量測試方法

所有不同種類的不銹鋼都是Cr含量12%以上的鐵基合金。不銹鋼的組織結(jié)構(gòu)由合金元素含量（也就是鉻、鎳當(dāng)量）所決定。對不銹鋼，合金元素可分為兩大類，即鐵素體形成元素（也稱鉻當(dāng)量元素）和奧氏體形成元素（也稱鎳當(dāng)量元素），兩大類元素的平衡關(guān)系決定了組織中鐵素體含量的多少。奧氏體形成元素主要有C、N 、Mn、Ni、Cu等，鐵素體形成元素主要有Cr、Mo、Si、Nb、Al、Ti等。

鉻鎳奧氏體鋼凝固時，根據(jù)不同的化學(xué)成分可能會有3種結(jié)晶模式，即A全奧氏體模式、AF（初析奧氏體并在凝固終了前，共晶生成部分鐵素體）凝固模式和FA（初析鐵素體并在凝固終了前形成部分奧氏體）凝固模式。焊縫凝固模式不同，焊縫凝固的開裂敏感性也不同。FA凝固模式抗凝固裂紋能力*強(qiáng)，全奧氏體凝固模式抗裂能力*差。而鉻鎳奧氏體焊縫的凝固模式主要取決于焊縫金屬的[Cr/Ni]eq，有文獻(xiàn)研究表明當(dāng)[Cr/Ni]eq＞（1.47-1.58）時為FA凝固模式，當(dāng)（1.47-1.58）＞[Cr/Ni]eq＞（1.14-1.24）為AF凝固模式，當(dāng)[Cr/Ni]eq＜1.14-1.24）為全奧氏體凝固模式，可為設(shè)計者提供參考。

奧氏體不銹鋼是不銹鋼焊材中重要的一類，因其良好的耐熱、耐蝕、耐低溫及好的加工和焊接性被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其產(chǎn)量約占不銹鋼總量的70%。奧氏體是C溶解在γ鐵形成的間隙固溶體，具有面心立方結(jié)構(gòu)，無磁性；奧氏體不銹鋼是主要通過冷作加工使其強(qiáng)化（并產(chǎn)生誘導(dǎo)馬氏體而導(dǎo)致有磁性）的不銹鋼。鐵素體是奧氏體不銹鋼中的重要組成部，具有體心立方結(jié)構(gòu)，有磁性，分為α鐵素體和δ鐵素體。焊接時奧氏體不銹鋼形成的鐵素體，是由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變時形成的鐵素體，此種鐵素體稱為δ鐵素體（也叫高溫鐵素體）；而由奧氏體析出的鐵素體也就是α鐵素體，兩者因轉(zhuǎn)變溫度不同而有著 本質(zhì)上的區(qū)別。

關(guān)于α鐵素體和δ鐵素體：

α鐵素體：C溶解在α鐵形成的間隙固溶體，常用符號F表示，是鐵素體不銹鋼的主要組成；

δ鐵素體：C溶解在δ鐵形成的間隙固溶體，也稱高溫鐵素體，在奧氏體不銹鋼焊縫中起著極其重要的作用；

  不銹鋼中鐵素體含量測試方法通常有金相法和化學(xué)計算法，但這通常適用于實(shí)驗室做科研或是第三方計量單位做測試評估用。工業(yè)生產(chǎn)中適用的方法還是常規(guī)的磁感應(yīng)法鐵素體測試儀/鐵素體含量檢測儀，依據(jù)鐵素體具有導(dǎo)磁性的原理來快速無損檢測不銹鋼中的鐵素體含量。