一些含鎳量通常不是特別高的奧氏體不銹鋼(母材金屬或焊縫),特別是為了提高焊縫抗熱裂紋而設計體積分數為3%~5%或更高的鐵素體組織的焊縫,在650~850℃高溫持續服役的過程中會發生σ相的脆變。受各種物理、冶金因素的影響σ相可在晶界,或順著孿晶界和滑移帶形成,長大成塊狀或在奧氏體晶粒內形成針狀或片狀,以魏氏體組織形式存在。由片狀構成羽狀組織的σ相的脆化效果極壞,使塑性、韌性及持久強度都大大降低;而塊狀尤其是細粒狀σ相的不良影響較輕。不同牌號的鋼析出σ相的敏感溫度區也不相同。例如,06Cr25Ni20奧氏體型不銹鋼,在溫度低于800℃時,σ相析出緩慢;當溫度高于900℃時,σ相就不會析出。對于18-8型不銹鋼當溫度超過850℃時,就不會析出σ相。鎳含量很高的穩定純奧氏體不銹鋼很少發生σ相的脆變或者說。相脆化程度輕,可以長時間工作。


  為了防止奧氏體型不銹鋼焊縫金屬形成σ相的脆化問題,應采取下列措施:首先選擇焊接材料時就不能只考慮防止熱裂紋而選用使焊縫出現多量的鐵素體組織;同時還要嚴格限制焊接材料中加速σ相形成元素如鉬、硅、鈮等,適當降低其鉻含量和提高鎳的含量:其次在焊接工藝方面,要選用熱輸入低的焊接方法,焊件不能在600~850℃溫度區域進行焊后熱處理,以減少或避免在此溫度的停留時間,從而避免。相脆化的產生。


  總之,在腐蝕介質工作環境長期服役的耐酸不銹鋼焊接構件,對σ相沒有嚴格控制,即使出現了σ相也可以通過熱處理消除。對于在600~850℃高溫條件持續服役的耐熱不銹鋼焊接構件,σ相脆化是一個極為重要的問題,所以對耐熱不銹鋼的選用,焊接方法、焊接材料的確定,都要慎重。