鑒于鐵素體含量既可使奧氏體大口徑不銹鋼彎頭焊縫性能劣化,又往往是難以避免或還可產(chǎn)生有益的影響,因此測定其含量就成為人們關(guān)注的焦點。
表3列出了各種研究過的奧氏體不銹鋼(及雙相不銹鋼)彎頭焊縫鐵素體含量檢測及儀器原理的概況,其中包括磁測、金相、化學(xué)分析圖譜及波譜法四類。下面僅對應(yīng)用廣泛的前三類給以評述。
(1)磁測方法是研究得最多的方法(表3中編號101-127),按檢測量(指標(biāo))它又分為磁飽和、磁導(dǎo)率及磁吸力三小類.人們曾經(jīng)期望能用這類無損檢測方法能直接判斷與鐵素體相關(guān)的焊縫性能,但至今仍難以實現(xiàn),原因是:
①所有磁測方法都只能測定與鐵素體含一最多少相關(guān)的某一磁性物理最,美國人現(xiàn)在把它稱為無量綱的鐵素體數(shù)(FN),而不能直接獲得其真值或體積百分比FP(%).雖然研究表明鐵素體含量較低時,例如FN<8時,則FN≈FP(%);但當(dāng)FN>8時,則FN>FP(%)且呈非線性。
②每次檢測的采樣體積相對都比較大,且不同儀器采樣體積很不一致,這對鐵素體含最、形態(tài)、分布很不均勻的奧氏體大口徑不銹鋼彎頭焊縫來說會造成測定結(jié)果的重現(xiàn)性和精確度都很差。不同國家、實驗室甚至不同操作人員的測定結(jié)果很難相互比較,為此美國焊接學(xué)會有一項標(biāo)準(zhǔn)(AWS A4.2M/A4.2 )對美、英、德的3種磁測儀器的校驗程序作出了嚴(yán)格規(guī)定,這3種儀器分別為表3中的編號126.127及111。
據(jù)稱,按照這一標(biāo)準(zhǔn)有可能獲得重現(xiàn)性和精確度都較高的結(jié)果。前蘇聯(lián)制造的a相儀可能是一種不錯的儀器,我國也有過應(yīng)用及類似儀器。
(2)金相法(表3中編號301304)是最早應(yīng)用的檢測方法,它的特點是:
①根據(jù)金相試樣大口徑不銹鋼彎頭微觀平面視區(qū)內(nèi)鐵素體所占面積比,推得三維空間的體積百分比FP(%),檢測采樣體積十分小,測定結(jié)果可以認(rèn)為是檢測點的鐵素體含最真值。
②由于大口徑焊接彎頭焊縫中鐵素體大小不同、形態(tài)各異、分布極不均勻,不可能根據(jù)隨機(jī)確定的任意一個或幾個視點的檢測作出判斷,必須按照統(tǒng)計學(xué)原理有序地做足夠數(shù)量的視點檢測,才能獲得足夠可信度的測定數(shù)據(jù).美國材料試驗學(xué)會的ASTM E562標(biāo)準(zhǔn)是一個很好的參考。
③除了測量視區(qū)數(shù)目足夠多,網(wǎng)格尺寸及放大倍數(shù)的選擇也很重要。
④很費時間,成本也相當(dāng)高。
⑤采用計算機(jī)圖像處理技術(shù)是發(fā)展趨勢,美國和我國都己把它引入國家標(biāo)準(zhǔn)。它實際上是計算機(jī)點計數(shù)法和圖像處理技術(shù)的集成系統(tǒng)。特別適合在研究工作中采用.
(3)化學(xué)分析一圖譜法(表3中編號401-403):它實際上是以上述兩類方法積累的大量不同化學(xué)成分焊縫的鐵素體含量實測數(shù)據(jù)繪制成的曲線圖譜為基礎(chǔ)的經(jīng)驗方法。編號401-403這3種圖譜分別反映了1949, 1973, 1992年時期人們對這一問題的認(rèn)識深度和經(jīng)驗,雖然1992年后還有一些更新的發(fā)展,但WRC-1992仍然是目前有效的實用工具.這個方法只要測出焊縫化學(xué)成分就能很快判定鐵素體含量.現(xiàn)在有了便攜式光譜儀,使它有可能成為焊接彎頭生產(chǎn)應(yīng)用中判斷鐵素體含量最為實用的方法,只是其中對N元素等含量的快速測定還有待解決。