σ相中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約42%~48%,故σ相可近似寫成FeCr。其形成的原因是:
(1)鋼中高含量的Cr促進(jìn)σ相形成,鋼中含Al、Si、Ti、Mo、W、V、Nb、Mn可促進(jìn)σ相形成。C、N含量增加,有抑制σ相形成的作用。
(2)σ相一般在500~800℃長(zhǎng)期時(shí)效中形成,該溫度有利于Cr擴(kuò)散,到920℃時(shí)σ相溶解完畢。
(3)組織中存在δ鐵素體會(huì)促進(jìn)σ相形成。因?yàn)?delta;鐵素體中含鉻量高,Cr在鐵素體中擴(kuò)散和聚集比在奧氏體中容易。因此σ相的晶核易在δ鐵素體中形成和長(zhǎng)大,在18-8的鑄鋼和焊縫中常有σ相。
(4)冷變形會(huì)促進(jìn)σ相形成,使w( Cr)≤20%的鋼也出現(xiàn)σ相,并使形成σ相的溫度降低。
鋼中有5%(體積分?jǐn)?shù))σ相時(shí),使沖擊韌度降低到原來(lái)的1/4,使抗氧化性能降低,使晶間腐蝕敏感。
該類鋼的應(yīng)力處理溫度在250~ 450℃時(shí),鋼的σs和σ-1大大地提高。當(dāng)達(dá)到450℃以上時(shí),會(huì)析出Cr23C6。造成貧鉻。應(yīng)避免在σ相形成溫度( 600~800℃)下長(zhǎng)期加熱。當(dāng)達(dá)到σ相穩(wěn)定溫度(820℃)時(shí),加熱保溫可消除σ相。18-8型奧氏體不銹鋼焊縫應(yīng)加熱到860℃以上消除σ相,同時(shí)盡量在焊縫中保持體積分?jǐn)?shù)為3%~5%的δ鐵素體。
青島豐東熱處理利用離子滲氮技術(shù)在低溫下可以對(duì)奧氏體不銹鋼的表面進(jìn)行硬化處理,使其表面形成一層氮或碳的過(guò)飽和固溶體,并且要沒(méi)有鉻的氮化物或碳化物析出。經(jīng)過(guò)硬化處理的奧氏體不銹鋼的表面硬度高達(dá)900HV以上,其耐蝕性能甚至優(yōu)于原奧氏體不銹鋼的耐蝕性能。