Badanie metalograficzne

Klient narzucił nam wymagania materiałowe dla stali 1.4404: 
Delta ferrit < 5%. Czy ten parametr ustala się w hucie i można go zażądać z atestem, czy może jest to badanie własne? Kto robi takie badania?

Austenityczne stale nierdzewne chromowo-niklowe i chromowo-niklowo-molibdenowe mogą zawierać niewielki udział fazy ferrytycznej w strukturze. Udział ferrytu w strukturze stali austenitycznej jest zależny od jej składu chemicznego oraz przebytej obróbki cieplnej. Ferryt jest fazą magnetyczną i powstaje podczas krzepnięcia stali lub w wyniku przemian austenitu, lub wydzielania fazy sigma.

Częściowa przemiana austenitu w ferryt może być potwierdzona przez wystąpienie własności magnetycznych stali austenitycznej, która w czystej postaci nie jest magnetyczna. Stale zawierające dodatek molibdenu mogą często wykazywać lekkie własności magnetyczne. Nie wpływa to jednak na własności mechaniczne lub odporność korozyjną.

Własności magnetyczne takiej stali całkowicie ustąpią po wykonaniu obróbki cieplnej polegającej na wyżarzaniu, podczas której struktura stali staje się w pełni austenityczna.

W przypadku elementów spawanych ze stali austenitycznej pomiar ferrytu jest dokonywany w celu zmniejszenia tendencji do pękania na gorąco takich materiałów. Materiał nie zawierający ferrytu delta nie nadaje się do formowania na gorąco w podwyższonych temperaturach. Dodatek azotu w stali wpływa na stabilizacje struktury austenitycznej i hamuje powstawanie ferrytu delta.

W zależności od składu chemicznego stali złącza spawane ze stali austenitycznych zwykle zawierają do kilku procent ferrytu. W takich stalach może pojawić się kruchość po dłuższej ekspozycji na działanie temperatury między 550°C a 900°C z powodu rozkładu ferrytu tworzącego fazę sigma, która niekorzystnie wpływa na odporność korozyjną. Ferryt ulega przemianie w fazę sigma i austenit powodując zubożenie obszarów przyległych w Cr i Mo. Twarda międzymetaliczna faza sigma, bogata w Cr i Mo powoduje znaczny wzrost kruchości stali odpornych na korozję. Zubożenie ferrytu i obszarów granic ziaren w pierwiastki stopowe powoduje obniżenie odporności na korozję wżerową i międzykrystaliczną stali.

Z powyższych względów znajomość udziału ferrytu delta w strukturze stali austenitycznej jest ważnym czynnikiem dla trwałości elementów i konstrukcji ze stali nierdzewnych. 
Jedną z najpopularniejszych i najszybszych metod pomiaru udziału ferrytu delta (delta ferrite) w strukturze stali jest pomiar za pomocą urządzeń przenośnych (ferrytoskop), działających na zasadzie pomiaru własności magnetycznych materiału. Inną metodą są badania metalograficzne i stereologiczny pomiar udziału fazy w strukturze.

Pomiar ferrytu delta zwykle nie jest dostarczany na ateście z huty, ale można próbować się do niej zwrócić o pomiar tego parametru lub potwierdzić go samodzielnie. Badania udziału ferrytu wykonują zarówno specjalistyczne firmy zajmujące się badaniami nieniszczącymi produktów stalowych lub niezależne laboratoria badania materiałów.

Literatura
[1]. Information about steel for metallographer, Examinations to the delta-ferrite, www.metallograf.de