2005:17 Litteraturstudie - Sigmafas i 316L och 304L

En litteraturstudie över förekomsten av sigmafas och dess bildande och kinetik har genomförts. Det konstaterade tidigt att utskiljningen av sigmafas och av 23-karbid var intimt förknippade och därför behandlas båda i redovisningen.

De mekaniska egenskaperna hos både 304L och 316L påverkas starkt av närvaron av sigmafas. De dominerande effekterna är följande:

  • Sträckgränsen minskar på grund av minskad lösningshärdning
  • Deformationshårdnandet ökar
  • Brottgränsen ökar pågrund av närvaron av en hårdare fas
  • Generellt minskar slagsegheten men detta är mikrostruktur beroende och processberoende. Det finns situationer där slagsegheten kan öka pågrund av en förändring av sprickans propagerings väg
  • Duktiliteten är kraftigt sänkt

En ytterligare slutsats är att Huey testet är ett alltför mycket konservativt och trubbigt instrument för att identifiera en eventuell sensibilisering orsakat av sigmafas.

I material som innehåller ferrit i någon form innan åldring kommer 23-karbid att skiljas ut för samtliga svetsade 316L och 304L enligt litteraturen. Klart är även att den första karbiden som skiljs ut är mycket tunn och att den uppträder före sigmafasen. Detta leder till att svetsat och glödgade förband kommer att följa någon form av karbid sensibilisering. Det som även framgått är att 23-karbiden minskar i andel när sigmafasen ökar i andel. Tiden till begynnande upplösning, vilken skulle minska sensibiliseringen, beror av temperaturen. Detta skulle till exempel kunna förklara varför det finns exempel på 304L stål som uppvisar mycket gott korrosionsmotstånd i sensibiliserat tillstånd.

Korrosionsangrepp direkt på sigmafasen är pH-beroende. Sigmafasen har liten motståndskraft mot oxiderande syror.

Det kan konstateras att det är av vikt att förstå samverkan mellan sensibiliseringen av materialet genom närvaron av 23-karbider och den duktilitetsförändring som sker med närvaron av sigmafas. Detta beror i sin tur primärt av kolhalt och av ferrithalt efter svetsning.