Fe-Cr、Fe-Ni、Cr-Ni的二元合金相图

Fe-Cr、Fe-Ni、Cr-Ni的二元合金相图

在Fe-Cr二元合金中，当铬含量超过wcr12%时，奥氏体完全消失。也就是说，在铬含量超过wcr12%后，合金将不会发生γ—α相变，因而也不会发生晶粒细化和强硬度的变化。在整个合金范围内，铁素体都之间从液态中结晶出来。当铬含量较高时，脆硬的σ相在约820℃从δ铁素体中开始析出。σ相是wcr45%的Fe-Cr金属间化合物，会使金属发生脆化。由于σ相是在晶界析出，消耗了大量的铬，使耐腐蚀性下降。在低于600℃时α（δ）铁素体偏析形成低铬的α铁素体和高铬的α’铁素体，这就是不锈钢的475℃脆化。

图1-1 Fe-Ni二元合金相图，Fe-Cr与二元合金相图相反，镍是强奥氏体（γ）形成元素。当镍含量达到wni5%以上时，从液态金属中就不再结晶为铁素体，而是形成γ奥氏体。δ铁素体的形成被限制在图中左上角的一个很小的范围内，而冷却到1400 ~1500℃℃时，δ铁素体又准备为γ奥氏体。这是一个包晶转变。随镍含量的增加，γ—α转变的温度从900℃逐渐下降到350℃。奥氏体组织很稳定，以至于快速冷却时，在很低的温度下，也不会发生γ—α转变，都会保持奥氏体组织。所以，这种钢也不会发生晶粒细化和强硬度变化。奥

氏体不锈钢就是基于这个原理，Fe-Ni二元合金中也无脆性相析出。 由于奥氏体无磁性，很容易与铁素体区分开来。用磁性法可以在奥氏体钢中检测出铁素体含量，也可以在铁素体钢中检测出奥氏体含量。 合金相图对于了解不锈钢、不锈钢焊缝及热影响区中金属的组织及各

种性能有着至关重要的作用。微信公众号：hcsteel用相图可以解释焊接过程中出现的许多现象，并可以作出某些预测。当然，焊接过程的相与相图的绘制过程是不尽相同的。前者不仅是在相当快速加热和快速冷却条件下的不平衡过程，而且化学成分分布也比较复杂多变，又是多元素合金；后者则是一种极其缓慢加热和缓慢冷却平衡过程，其化学成分分布也比较均匀。这种不同将使焊接后的组织与相图有所区别，尽管如此，但相图还是可以对我们的分析提供有用的参考。 由于不锈钢类型的多样性，不锈钢焊接时冷却结晶过程中出现的冶金现象也会与低碳钢和低合金钢有所不同，不同类型之间也会有区别。比如奥氏体不锈钢在焊后冷却过程中将不会发生γ—α转变。

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