鉻在鋼中是鐵素體形成元素。從圖9.7可以看出，在1100℃的Fe-Cr-Ni三元系等溫截面圖中，隨著鎳含量的減少和鉻含量的增加，合金從單一的y相區(qū)將過(guò)渡到a＋y雙相區(qū)，合金中將出現(xiàn)鐵素體相。圖9.8為Fe-Cr-Ni三元合金自1100℃快冷至室溫后的組織，一些常用奧氏體不銹鋼的成分正處于該圖中y相區(qū)內(nèi)靠近a＋γ雙相區(qū)下部邊界線的地方，有的已跨入雙相區(qū)，因而這些奧氏體不銹鋼中很容易出現(xiàn)少量鐵素體。

  在奧氏體不銹鋼中為了某種需要而加入的一些元素中，有的和鎳一樣是奧氏體形成元素，有的則和鉻一樣是鐵素體形成元素。在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，一些研究者提出了鉻當(dāng)量和鎳當(dāng)量的概念和計(jì)算公式，如式（9.3）～式（9.6），并據(jù)此提出了一些不銹鋼的組織圖（圖9.13、圖9.14），可以用于近似估計(jì)鋼中可能形成的鐵素體含量。圖9.44為室溫下不銹鋼變形材的組織與鉻、鎳當(dāng)量的關(guān)系。一般情況下，常用奧氏體不銹鋼的鐵素體含量不過(guò)百分之幾，在含量較低時(shí)以小塊狀分布于奧氏體晶界處，若含量稍高，會(huì)拉成長(zhǎng)條狀（圖9.45）。奧氏體不銹鋼中一旦有鐵素體生成，用熱處理或再加工等方法均無(wú)法消除。

  由于鐵素體與奧氏體基體之間的化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性等方面的差異，鐵素體的出現(xiàn)對(duì)奧氏體不銹鋼的性能帶來(lái)一些不利的影響：使熱加工產(chǎn)生裂紋的傾向增加，在斜軋穿孔制管生產(chǎn)加工中的危害性尤為顯著；導(dǎo)致在很多腐蝕環(huán)境中的耐蝕性惡化；在高溫下較長(zhǎng)時(shí)間保持時(shí)，鐵素體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤Ｏ嗍逛撟兇嗟?。在通常情況下應(yīng)盡量避免鐵素體相的形成，但在不銹鋼焊縫金屬中有少量鐵素體的存在會(huì)降低焊縫熱裂紋傾向，因此用于焊接材料的不銹鋼都含有一定量的鐵素體。奧氏體不銹鋼中α相面積的測(cè)定方法和評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB/T 13305-2008《不銹鋼中α-相面積含量測(cè)定方法》。

  為了防止奧氏體不銹鋼中生成鐵素體，根本的方法是提高鋼中的奧氏體形成元素的含量。首先是鎳，但從經(jīng)濟(jì)角度考慮，氮和錳也受到重視。氮抑制鐵素體的能力為鎳的30倍，氮又有改善耐蝕性和提高強(qiáng)度的作用，因而用氮合金化的奧氏體不銹鋼的數(shù)量和氮合金化的程度與日俱增。