鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏體不銹鋼小,再加之磷、硫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(su)體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。


 鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)為(wei)Fe-Cr-C三元(yuan)(yuan)合(he)金,由碳以(yi)及(ji)諸如Al、Nb、Mo及(ji)Ti等添加元(yuan)(yuan)素來(lai)防止在焊(han)(han)接(jie)(jie)受(shou)熱過程中(zhong)形成奧氏體。因(yin)此(ci),鐵索體不(bu)(bu)銹鋼(gang)在焊(han)(han)后冷卻過程中(zhong)不(bu)(bu)會出(chu)現(xian)奧氏體向馬(ma)氏體轉(zhuan)變的淬硬現(xian)象(xiang)。但焊(han)(han)接(jie)(jie)熱所形成的熱影響(xiang)區近縫(feng)帶,由于高溫而促成鐵素體晶粒粗(cu)大,明顯地降低了接(jie)(jie)頭(tou)的韌性,并且不(bu)(bu)可能直接(jie)(jie)用熱處理的方法來(lai)改善。這(zhe)就是鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)中(zhong)最為(wei)困難(nan)之處。


 現(xian)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已(yi)發(fa)展到了(le)第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)(dai)品(pin)種(zhong)。第(di)(di)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)是完(wan)全依(yi)靠鉻作為鐵(tie)素(su)(su)體穩定元(yuan)素(su)(su),而含(han)碳(tan)量(liang)又偏(pian)高,因此(ci)在(zai)(zai)焊接之(zhi)后若不(bu)(bu)(bu)再進行(xing)(xing)熱處理,必(bi)然會產生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。而且這(zhe)第(di)(di)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)鋼(gang)(gang)(gang)的韌性(xing)都偏(pian)低,其(qi)代(dai)(dai)(dai)表性(xing)鋼(gang)(gang)(gang)號為10Cr17(430)及(ji) 16Cr2N(446).第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)品(pin)種(zhong)為06Cr13Al(405)與(yu)(yu)06Cr11Ti(409),其(qi)中鉻與(yu)(yu)碳(tan)含(han)量(liang)下(xia)降,增加(jia)了(le)強烈(lie)的鐵(tie)素(su)(su)體形成(cheng)劑,如06Cr13A1(405)中加(jia)人 Al,06Cr11Ti(409)加(jia)入鈦(tai)。第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)除了(le)在(zai)(zai)韌性(xing)方面與(yu)(yu)第(di)(di)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)相差不(bu)(bu)(bu)大之(zhi)外,在(zai)(zai)工藝(yi)性(xing)能(neng)、固(gu)(gu)碳(tan)(Ti及(ji)Nb與(yu)(yu)碳(tan)反(fan)應(ying)形成(cheng)TiC及(ji)NbC)以減少(shao)固(gu)(gu)溶體中碳(tan)含(han)量(liang)、耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)方面,以及(ji)在(zai)(zai)降低成(cheng)本上(shang),皆比(bi)上(shang)一(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)優(you)越。第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)(dai)的鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),則以改進冶煉(lian)方法來生產超(chao)低碳(tan)和(he)超(chao)低氮含(han)量(liang)的、可用(yong)大噸位爐(lu)子冶煉(lian)的、采用(yong)較少(shao)間隙固(gu)(gu)溶元(yuan)素(su)(su)的鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),以444(18Cr-2Mo)與(yu)(yu)26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)(dai)(dai)表。當這(zhe)些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)中再加(jia)入強烈(lie)碳(tan)化物形成(cheng)劑,如鈦(tai)與(yu)(yu)鈮,則可在(zai)(zai)焊后不(bu)(bu)(bu)進行(xing)(xing)熱處理,也不(bu)(bu)(bu)會有(you)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)出現(xian)。此(ci)外,第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)(dai)鋼(gang)(gang)(gang)的韌性(xing)大大改善(shan),對點狀腐(fu)蝕(shi)(shi)也具有(you)良好(hao)的抵抗能(neng)力,包括抗應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)力。


 鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化,是這類鋼使用受到限制的主要原因。鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化,主要的問題是同質焊縫及熱影響區,在焊接過程中碳、氮化合物析出和晶粒長大的作用,特別是碳、氮(dan)化合物的析出,而且幾乎不可能通過熱處理加以消除。而高線度鐵素體不銹鋼在很大程度上消除了焊縫及熱影響區中的碳、氮(dan)化合物,極大地改善了焊接性,其焊接結構得到靜越一運的使用。


 晶間腐蝕是普通鐵素體不銹鋼的又一主要問題。由于碳、氮在鐵素體不銹鋼中的溶解度很低,在950℃以后迅速析出。因此,同質焊材的焊縫和熱影響區在焊后冷卻過程中就會析出碳、氮化合物,除了引起脆化外還會引起晶界貧鉻和提高晶間腐蝕敏感性,在強氧化介質中發生晶間腐蝕。與奧氏體不銹鋼不同的是鐵素體不銹鋼的敏化溫度較高(950℃以上),因此,在熱影響區產生晶間腐蝕的部位更靠近熔合線。鉻在鐵素體不銹鋼中的擴散速度,遠比在奧氏體不銹鋼中快。所以,只需在700~900℃范圍內短時間保溫,使鉻向貧鉻區擴散,即可消除碳、氮(dan)化合物析出引起的晶界貧鉻,恢復焊接接頭的耐腐蝕性能。