（1）奥氏体不锈钢焊缝金属的结晶类型 奥氏体不锈钢经固溶化处理后为单相奥氏体组织。这种钢经钨极氩弧焊（TIG）后，在结晶过程中也可能形成δ铁素体，其含量、形态及合金元素的分布都会有变化。
奥氏体不锈钢焊缝金属的结晶组织可有五种类型，如图1-30所示。图中白色为奥氏体，黑色为铁素体。图a～e铁素体依次递增。虽然有五种形态，但可分四类：
1）A型（以单相奥氏体结晶）。其结晶组织以图1-30a所示为代表。结晶过程子自始至终只有奥氏体，没有第二相，为单相的奥氏体胞状晶。
2）A-F型（奥氏体-铁素体结晶）。其结晶组织以图1-30b为代表。结晶以奥氏体开始，可是，由于铬等铁素体形成元素的偏析，在奥氏体晶粒边界生成了共晶铁素体。冷却到室温，得到的是晶粒中心为奥氏体，而晶粒边界为分散的球状或棒状的共晶铁素体。
3）F-A型（铁素体-奥氏体结晶）。其结晶组织以图1-30c、d为代表。结晶的初晶与前两种不同，不是奥氏体，而是铁素体。伴随结晶的进行，由于镍等奥氏体形成元素的偏析浓化，而发生包-共晶反应，生成奥氏体。这种奥氏体在结晶中或结晶后向铁素体侧长大，使初晶铁素体逐渐缩小。最终使初晶铁素体处于晶粒中心，而形成蠕虫状或骨骼状的，如图1-30c所示，或者形成花边状的，如图1-30d所示。很显然，图1-30c中的铁素体比图1-30d中的少。
4）F型（铁素体结晶）。其结晶组织以图1-30e所示为代表。其结晶过程自始至终只有铁素体，而得到单相铁素体树状晶。由于合金元素能在铁素体中迅速均匀化，而不残留树枝状痕迹。在结晶后。在发生固态相变中，奥氏体主要沿铁素体晶界形成，在冷却过程中向铁素体内部扩展。最终得到如图1-30e所示的那种奥氏体+条状铁素体。这一结晶类型所得到的就是双相不锈钢焊缝金属的结晶组织。到达室温时，仍有20%的铁素体，习惯上还叫不锈钢。
（2）奥氏体不锈钢焊缝金属的结晶类型与化学成分之间的关系 图1-31所示为上述结晶类型的模式图。奥氏体在高温及室温的稳定性依F、F-A、A-F、A的顺序增大，随着奥氏体形成元素（Ni、Mn、C、N等）的增加，结晶类型也依F、F-A、A-F、A的顺序而变化；相反，伴随铁素体形成元素（Cr、Si、Mo等）的增加，结晶类型也依A、AF、FA、F的顺序而变化。且铁素体的相对含量也依A-F、F-A、F的顺序增加，而奥氏体的相对含量也依A-F、F-A、F的顺序降低。
一般来说，依其奥氏体形成元素及铁素体形成元素分别以Ni当量（Ni
eq,%）及Cr当量（Cr
eq,%）作为指标来评定不锈钢。这些当量与结晶类型的关系如下：
A、A-F型：Cr
eq/ Ni
eq≤1.48
F-A型: 1.48≤Cr
eq/ Ni
eq≤1.95
F型：Cr
eq/ Ni
eq≥1.95
其中
Cr
eq=w
Cr+1.5w
Si+w
Mo+0.5w
Nb+2w
Ti
Ni
eq=w
Ni+0.5w
Mn+30w
C+30(w
N-0.06)
对多元的复杂的不锈钢焊缝金属的结晶类型与化学成分之间的关系，上式应给予修正。根据对高氮不锈钢焊缝金属的结晶组织的研究，Ni
eq中氮的系数应为18。对于已广泛使用的不锈钢，根据其成分范围，利用上式来评判其焊缝金属的结晶类型，应为310为A型；316为A-F型；304、308、309等为F-A型。
由于结晶时的显微偏析，一般的合金元素在固-液界面的液相侧的浓度会提高，在最后结晶的树枝晶的边缘合金元素的浓度也会提高。另外，在奥氏体-铁素体两相共存的结晶时，随着结晶的进行，在结晶的树枝晶边缘合金元素浓度提高的同时，也在两相间分配。在铁素体中铁素体形成元素（Cr、Si、Mo、Nb、Ti等）将浓化；在奥氏体中奥氏体形成元素（Ni、Mn、C、N等）将浓化。杂质元素S、P在铁素体中容易浓化。例如，在单相奥氏体结晶的不锈钢焊缝金属中，由于结晶后期S、P等元素的偏析浓化，常产生热裂纹。而与铁素体共存的A-F、F-A型结晶时，在结晶后期S、P等元素的偏析浓化比较缓和，产生热裂纹的敏感性就下降。作为不锈钢基本元素的Ni、Cr在结晶过程中的分布，也基本上服从上述原理。根据其结晶类型Ni、Cr在结晶过程中的分布如图1-32所示。从该图a可见，其结晶完全为奥氏体；图b则部分结晶为奥氏体，而剩余的少部分熔液结晶为铁素体；图c为部分结晶为铁素体，而剩余的少部分熔液结晶为奥氏体；图d完全结晶为铁素体。其合金元素的含量的变化由图a～d为铁素体形成元素（Cr、Si、Mo、Nb、Ti等）在增加，奥氏体形成元素（Ni、Mn、C、N等）在减少。
（3）双相不锈钢及铁素体不锈钢焊缝金属的结晶类型 双相不锈钢以SUS329系为代表及铁素体不锈钢以SUS400系为代表，其初晶结晶终了时都是单相铁素体。双相不锈钢及部分铁素体不锈钢（如410、430等）焊缝金属的结晶终了后，发生固态相变而沿晶界析出奥氏体。
铁素体不锈钢焊缝金属在冷却中可能发生马氏体相变，双相不锈钢及铁素体不锈钢焊缝金属结晶形态的模型如图1-33所示，而双相不锈钢焊缝金属组织如图1-34所示，。在图1-34中的黑色部分，双相不锈钢时为奥氏体；铁素体不锈钢时可以理解为马氏体。但与不锈钢焊缝金属的结晶组织的主要区别在于，看不到结晶树枝晶的痕迹。这种F型结晶说明：单相铁素体结晶后，由于迅速地均匀化，最终使得树枝晶消失。
高铬低碳的铁素体不锈钢，在单相铁素体结晶后，冷却过程中不转变为奥氏体，直至冷却到室温，仍为单相铁素体。其典型的组织如图1-35所示，为粗大的单相铁素体组织，结晶时的树枝晶形貌消失。