1.4.5　σ相

在奧氏體鋼中,σ相即為FeCr相,具有體心立方結構,是一種優(yōu)先在三叉晶界處析出、其次在晶界析出的金屬間化合物,當經(jīng)過長時間的高溫時效后,也會出現(xiàn)在非共格的孿晶界或晶粒內(nèi)部。σ相的粗化速率較高,不能穩(wěn)定的存在于奧氏體耐熱鋼基體中,一般被認定為有害相。另外隨著鋼中Cr含量的增加會促進σ相的形成,Al、Ti、Mo、Nb等元素也對σ相的形成有促進作用,而C、N元素可對σ相的形成產(chǎn)生抑制作用。

在奧氏體耐熱鋼中,σ相的析出溫度一般在650~1000℃,析出溫度隨著奧氏體合金化程度的增加而升高。其形成機制一般主要可歸納為以下三點:a.在鐵素體與奧氏體各占50%的雙相不銹鋼中(例如Fe?18Ni?12Cr),由于鋼中Cr元素的擴散速率在鐵素體與奧氏體中不同,在體心立方的鐵素體中的擴散速率約為在面心立方的奧氏體中的一百倍,因此在高溫時鐵素體易于發(fā)生共析反應,σ相晶核在鐵素體中形成和長大成為σ相[25]。b.當溫度達到450℃以上時,會發(fā)生Cr₂₃C₆的相變反應,生成σ相,造成貧鉻現(xiàn)象[26]。c.奧氏體相在高溫下組織較為不穩(wěn)定,其發(fā)生共析反應在恒溫下同時析出奧氏體新相和σ相[27]。