鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏體不銹鋼(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(tie)素體(ti)不銹鋼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)體(ti)不銹鋼(gang)為(wei)鐵-鉻-碳三元合(he)金,由鉻以及諸如鋁(lv)、鈮、鉬及鈦等添加元素(su)來防止在(zai)焊(han)(han)接(jie)受熱(re)過(guo)(guo)程中(zhong)形成(cheng)奧氏(shi)(shi)體(ti)。因此,鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)焊(han)(han)后(hou)冷卻過(guo)(guo)程中(zhong)不會出現(xian)奧氏(shi)(shi)體(ti)向(xiang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉變的淬硬(ying)現(xian)象。但焊(han)(han)接(jie)熱(re)所(suo)形成(cheng)的熱(re)影響區近縫帶,由于高溫而(er)促成(cheng)鐵素(su)體(ti)晶粒(li)粗(cu)大,明顯地降低了接(jie)頭的韌性,并且不可(ke)能直接(jie)用熱(re)處(chu)理的方法(fa)來改善。這就(jiu)是鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)中(zhong)最為(wei)困難之處(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(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接接頭的脆化(hua)(hua),是這類(lei)鋼使(shi)用受到限制(zhi)的主(zhu)要原(yuan)因(yin)。鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接接頭的脆化(hua)(hua),主(zhu)要的問題是同質焊(han)(han)縫及(ji)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區在(zai)焊(han)(han)接過(guo)程中碳、氮(dan)化(hua)(hua)合物析出(chu)和晶粒長大的作用,特別(bie)是碳、氮(dan)化(hua)(hua)合物的析出(chu),而且幾乎不(bu)(bu)可能通過(guo)熱(re)(re)處理加(jia)以消除(chu)。而高(gao)純(chun)度鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)很大程度上消除(chu)了(le)焊(han)(han)縫及(ji)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區中的碳、氮(dan)化(hua)(hua)合物,極(ji)大地改善了(le)焊(han)(han)接性,其焊(han)(han)接結構(gou)得(de)到越來越廣泛的使(shi)用。
晶(jing)間腐(fu)蝕是普通(tong)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)又一(yi)主要問題。由(you)于碳(tan)、氮在(zai)(zai)(zai)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)中的(de)溶解度很(hen)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)焊(han)縫和熱影(ying)響區在(zai)(zai)(zai)焊(han)后(hou)冷卻過程中就會(hui)析出(chu)碳(tan)、氮化(hua)合(he)物,除(chu)了引起脆化(hua)外還(huan)會(hui)引起晶(jing)界貧鉻(ge)和提高晶(jing)間腐(fu)蝕敏感(gan)性(xing),在(zai)(zai)(zai)強氧化(hua)介質(zhi)中發生(sheng)晶(jing)間腐(fu)蝕。與奧(ao)(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)不同的(de)是鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)敏化(hua)溫度較高,在(zai)(zai)(zai)950℃以(yi)上。因此,在(zai)(zai)(zai)熱影(ying)響區產生(sheng)晶(jing)間腐(fu)蝕的(de)部位更靠近熔合(he)線。鉻(ge)在(zai)(zai)(zai)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)中的(de)擴散速度遠(yuan)比在(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)中快,所以(yi)只需700℃~900℃的(de)范圍內短時(shi)間保溫,使鉻(ge)向貧鉻(ge)區擴散,即可消除(chu)碳(tan)、氮化(hua)合(he)物析出(chu)引起的(de)晶(jing)界貧鉻(ge),恢(hui)復焊(han)接接頭的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)能。

