鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏體不(bu)銹鋼(gang)小,再加之硫、磷等雜質在鐵素體中溶解度大,硅、鈮等是鐵素體形成元素,因此,焊縫結晶時不易形成低熔點共晶,熱裂傾向比奧氏體不銹鋼小得多,同時焊接熱影響區超過臨界溫度的區域形成馬氏體的量也極少,因此淬硬傾向也很小,所以,鐵素體不(bu)銹鋼(gang)比馬氏體不銹鋼的延遲裂紋敏感性小,可以說其工藝焊接性是好的。
鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)為鐵-鉻-碳三元合金,由鉻以(yi)及(ji)諸如鋁(lv)、鈮、鉬及(ji)鈦等添加(jia)元素(su)(su)(su)來(lai)防止在焊(han)(han)接(jie)受熱(re)過程(cheng)(cheng)中(zhong)形成奧氏體(ti)(ti)。因此,鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)在焊(han)(han)后冷(leng)卻過程(cheng)(cheng)中(zhong)不(bu)(bu)會出(chu)現奧氏體(ti)(ti)向馬氏體(ti)(ti)轉(zhuan)變的淬(cui)硬(ying)現象(xiang)。但焊(han)(han)接(jie)熱(re)所形成的熱(re)影響區近縫帶(dai),由于高溫而促(cu)成鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)晶粒粗大,明顯地降低(di)了接(jie)頭的韌性,并且不(bu)(bu)可能直(zhi)接(jie)用熱(re)處(chu)理的方法(fa)來(lai)改善。這(zhe)就是鐵素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)中(zhong)最(zui)為困難(nan)之處(chu)。
現在鐵素體不銹鋼已發展到了第三代品種。第一代是完全依靠鉻作為鐵素體穩定元素,而含碳量又偏高,因此在焊接之后若不再進行熱處理,必然會產生晶間(jian)腐蝕。而且這第一代鋼的韌性都偏低,其代表性鋼號為430、442及446.第二代品種為405與409,它們的鉻與碳含量下降了,而加了強烈的鐵素體形成劑,如405是加入鋁,409加入鈦。第二代鐵素體不銹鋼除了在韌性方面與第一代相差不大之外,在工藝性能、固碳(鈦及鈮與碳反應形成TiC及NbC)以減少固溶體中碳含量、耐腐蝕性方面,以及在降低成本上,皆比上一代優越。第三代的鐵素體不銹鋼,則以改進冶煉方法來生產超低碳和超低氮含量的、可用大噸位爐子冶煉的、采用較少間隙固溶元素的鋼種,以444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為代表。當這些鋼中再加人強烈碳化物形成劑,如鈦與鈮,則可在焊后不進行熱處理,也不會有晶間腐蝕出現。此外,這第三代鋼的韌性大大改善,對點狀腐蝕也具有良好的抵抗能力,包括抗應力腐蝕能力。
鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)脆化(hua)(hua),是(shi)這(zhe)類鋼(gang)(gang)使用受到限制的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因。鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)脆化(hua)(hua),主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)問題是(shi)同質(zhi)焊縫(feng)及(ji)(ji)熱(re)影響區在(zai)(zai)焊接(jie)過(guo)程(cheng)(cheng)中碳、氮化(hua)(hua)合物(wu)析(xi)出(chu)和晶粒(li)長(chang)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)作用,特別是(shi)碳、氮化(hua)(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu),而且幾乎不可能通過(guo)熱(re)處理加(jia)以消除。而高純(chun)度(du)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)很大(da)(da)程(cheng)(cheng)度(du)上消除了(le)焊縫(feng)及(ji)(ji)熱(re)影響區中的(de)(de)(de)(de)(de)碳、氮化(hua)(hua)合物(wu),極大(da)(da)地改善了(le)焊接(jie)性,其(qi)焊接(jie)結構得到越來越廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)使用。
晶間(jian)腐蝕(shi)是普通鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)又一主(zhu)要問題。由(you)于(yu)碳、氮(dan)在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度很低,在(zai)(zai)(zai)950℃以(yi)后(hou)迅速析出(chu)。因此,同質(zhi)焊(han)材的(de)(de)(de)焊(han)縫和(he)熱影響區在(zai)(zai)(zai)焊(han)后(hou)冷(leng)卻過程中(zhong)(zhong)(zhong)就會(hui)析出(chu)碳、氮(dan)化合(he)(he)物,除(chu)了引(yin)起脆(cui)化外還會(hui)引(yin)起晶界貧(pin)(pin)鉻和(he)提高晶間(jian)腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)(xing),在(zai)(zai)(zai)強氧化介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)發生(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)。與奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)不同的(de)(de)(de)是鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)敏(min)化溫(wen)度較高,在(zai)(zai)(zai)950℃以(yi)上。因此,在(zai)(zai)(zai)熱影響區產生(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)部位更靠近熔合(he)(he)線。鉻在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)擴(kuo)散速度遠比在(zai)(zai)(zai)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)快,所(suo)以(yi)只需(xu)700℃~900℃的(de)(de)(de)范(fan)圍內短時間(jian)保溫(wen),使鉻向貧(pin)(pin)鉻區擴(kuo)散,即可消除(chu)碳、氮(dan)化合(he)(he)物析出(chu)引(yin)起的(de)(de)(de)晶界貧(pin)(pin)鉻,恢(hui)復焊(han)接接頭的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能。

