自奧氏體不銹鋼管道投入工業(yè)應(yīng)用以來，焊縫中的鐵素體含量一直備受關(guān)注。這是因為它們的存在確實對奧氏體鋼管的強(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。
我們的觀點是：
(1)鐵素體強(qiáng)度高，但塑性和韌性差。它們的存在自然會對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。特殊情況可通過附加焊縫金屬的拉伸試驗和常溫或低溫沖擊試驗來確定。
(2)鐵素體對奧氏體不銹鋼管耐蝕性的影響是一個非常復(fù)雜的問題，很難簡單解釋或引起爭議。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)?？孜g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。一些實驗結(jié)果也證明了這一點。然而，隨后的研究指出，退火或未退火焊縫金屬的孔蝕起始點出現(xiàn)在鉻中。以奧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，鉻和鉬對枝晶芯棒的空洞效應(yīng)更加明顯，說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)可能會影響不銹鋼管的孔蝕敏感位置。
鐵素體含量對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，認(rèn)為鐵素體的陽極溶解是304鋼管在溶液中對應(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，退火時間足夠長，如10-100小時，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間越長，這在實際生產(chǎn)中可能很難實現(xiàn)。即使經(jīng)過如此長時間的高溫退火，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
鐵素體含量對奧氏體不銹鋼管焊縫的可焊性有積極影響，尤其是對焊縫在焊接過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。