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Até 10 a 11 % de níquel o aço inox austenítico solidifica formando ferrita delta em grande proporção. Acima deste teor torna-se cada vez maior a presença de austenita, que torna-se a única fase a solidificar quando o teor de níquel ultrapassa 14 a 15 %. Por outro lado, quando é feito o resfriamento lento a partir de 1000 ºC, quando o teor de níquel é inferior a 1,5 % forma-se apenas ferrita delta, entre 1,5 e 4% forma-se ferrita delta e austenita e acima somente austenita. No resfriamento rápido forma-se martensita se o teor de níquel for insuficiente para compensar o de cromo.
Quando o teor de cromo é de 18 %, um teor de níquel da ordem de 8 ou 9 % já é suficiente para garantir uma microestrutura austenítica após resfriamento até a temperatura ambiente. Entretanto, quando o resfriamento é muito rápido, como no caso da soldagem, não há tempo suficiente para a ferrita delta formada em altas temperaturas se transformar totalmente em austenita, sendo retida parcialmente à temperatura ambiente. Entretanto, a estabilidade da austenita, evitando a transformação martensítica, minimiza a possibilidade trincamentos. E o agregado austenita-ferrita evita crescimento de grão rápido em altas temperaturas, aumentando a soldabilidade e diminuindo a necesssidade de pré- ou pós-aquecimento.
Entretanto, pode haver precipitação de carbetos durante o resfriamento, principalmente se o teor de carbono for significativamente alto.
Os aços inox austeníticos são menos sensíveis ao trincamento a frio que ocorre nos aços inox martensíticos ao serem soldados. Entretanto, podem sofrer trincamento a quente (nos contornos das dendritas durante a contração associada ao resfriamento). A presença parcial de ferrita no metal de solda austenítico reduz um pouco a tendência ao trincamento a quente. A ZTA dos aços inox austeníticos também poder ser sensível ao trincamento a quente intergranular, principalmente na região mais próxima ao metal de solda. Em geral o trincamento a quente está associado à segregação (durante a solidificação), que provoca a formação de fases ainda líquidas (com baixo ponto de fusão) nos contornos de grãos recém-solidificados. Elementos como boro, fósforo e enxofre são particularmente nocivos neste aspecto, por favorecerem a formação de fases com baixo ponto de fusão. Entretanto, elementos como silício, nióbio e manganês também podem provocar a formação dessas fases. Muitos desses elementos são mais solúveis na ferrita do que na austenita. Por outro lado, o silício aumenta a resistência à oxidação em altas temperaturas e o nióbio forma carbonetos endurecedores.
Resistência à corrosão das soldas de aços inox austeníticos
As diferenças de composição química entre as fases austenita e ferrita pode causar a formação de células de corrosão galvânica dentro do aço inox, limitando o teor de ferrita admissível no aço inox austenítico. A presença de defeitos na superfície metálica também pode criar condições favoráveis à corrosão, como o acúmulo de agentes corrosivos ou a formação de frestas. A corrosão sob tensão pode acontecer nos aços inox austeníticos submetidos simultaneamente a tensões trativas (que podem surgir como tensões residuais pós-soldagem) e ataque por soluções contendo cloretos. O jateamento por areia cria tensões compressivas que compensam as tensões trativas, reduzindo o risco de ocorrer corrosão sob tensão.
