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,鐵素體不(bu)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)銹鋼為Fe-Cr-C三元合(he)金,由(you)碳以及(ji)諸如Al、Nb、Mo及(ji)Ti等(deng)添(tian)加元素來(lai)防止在焊(han)接(jie)(jie)受熱(re)過程中形成(cheng)奧(ao)氏體。因(yin)此(ci),鐵索體不(bu)銹鋼在焊(han)后(hou)冷卻過程中不(bu)會出現奧(ao)氏體向馬氏體轉變的淬(cui)硬現象。但焊(han)接(jie)(jie)熱(re)所形成(cheng)的熱(re)影(ying)響區近縫帶(dai),由(you)于高溫(wen)而促(cu)成(cheng)鐵素體晶(jing)粒(li)粗(cu)大(da),明顯地降低了(le)接(jie)(jie)頭的韌性(xing),并(bing)且不(bu)可能(neng)直接(jie)(jie)用熱(re)處(chu)理的方法來(lai)改(gai)善。這就是鐵素體不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)(jie)中最為困難(nan)之(zhi)處(chu)。


 現在鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)已(yi)發展到了(le)第(di)(di)(di)三(san)(san)代(dai)(dai)(dai)(dai)品(pin)種(zhong)。第(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)是(shi)完全依靠鉻作為(wei)鐵(tie)素體(ti)穩(wen)定元素,而(er)含碳量(liang)又(you)偏(pian)高,因此在焊接之后(hou)若不再進(jin)行熱(re)處理,必(bi)然會產生(sheng)晶(jing)間腐(fu)蝕。而(er)且這第(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)鋼(gang)的(de)韌性(xing)都(dou)偏(pian)低(di),其(qi)代(dai)(dai)(dai)(dai)表性(xing)鋼(gang)號為(wei)10Cr17(430)及(ji)(ji)(ji) 16Cr2N(446).第(di)(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)品(pin)種(zhong)為(wei)06Cr13Al(405)與06Cr11Ti(409),其(qi)中鉻與碳含量(liang)下降,增加了(le)強(qiang)烈的(de)鐵(tie)素體(ti)形成(cheng)劑,如(ru)06Cr13A1(405)中加人 Al,06Cr11Ti(409)加入鈦(tai)。第(di)(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)除(chu)了(le)在韌性(xing)方面與第(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)相差不大之外(wai),在工藝性(xing)能(neng)、固(gu)碳(Ti及(ji)(ji)(ji)Nb與碳反(fan)應形成(cheng)TiC及(ji)(ji)(ji)NbC)以減少(shao)(shao)固(gu)溶體(ti)中碳含量(liang)、耐腐(fu)蝕性(xing)方面,以及(ji)(ji)(ji)在降低(di)成(cheng)本上(shang),皆比上(shang)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)優越。第(di)(di)(di)三(san)(san)代(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),則(ze)以改進(jin)冶(ye)煉(lian)方法來生(sheng)產超低(di)碳和超低(di)氮含量(liang)的(de)、可(ke)用(yong)大噸位(wei)爐子冶(ye)煉(lian)的(de)、采用(yong)較少(shao)(shao)間隙固(gu)溶元素的(de)鋼(gang)種(zhong),以444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)表。當這些(xie)鋼(gang)中再加入強(qiang)烈碳化物(wu)形成(cheng)劑,如(ru)鈦(tai)與鈮,則(ze)可(ke)在焊后(hou)不進(jin)行熱(re)處理,也不會有(you)晶(jing)間腐(fu)蝕出現。此外(wai),第(di)(di)(di)三(san)(san)代(dai)(dai)(dai)(dai)鋼(gang)的(de)韌性(xing)大大改善,對點狀(zhuang)腐(fu)蝕也具有(you)良好的(de)抵抗能(neng)力,包括抗應力腐(fu)蝕能(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(tan)、氮化合物的析出,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(dan)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、氮化合物析出引起的晶界貧鉻,恢復焊接接頭的耐腐蝕性能。