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(ti)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(su)(su)體不(bu)銹鋼(gang)為Fe-Cr-C三元(yuan)合金,由(you)碳以(yi)及諸如Al、Nb、Mo及Ti等添加(jia)元(yuan)素(su)(su)來(lai)防止(zhi)在焊接(jie)(jie)受熱過程中形成奧(ao)氏(shi)(shi)體。因此,鐵索體不(bu)銹鋼(gang)在焊后冷(leng)卻過程中不(bu)會(hui)出現(xian)奧(ao)氏(shi)(shi)體向馬(ma)氏(shi)(shi)體轉變的淬硬現(xian)象(xiang)。但焊接(jie)(jie)熱所形成的熱影(ying)響區近縫帶,由(you)于高溫而促成鐵素(su)(su)體晶粒粗大,明顯地(di)降低(di)了接(jie)(jie)頭的韌性(xing),并(bing)且(qie)不(bu)可能直接(jie)(jie)用(yong)熱處(chu)理的方(fang)法來(lai)改善。這就是鐵素(su)(su)體不(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)(jie)中最為困難(nan)之處(chu)。


 現在(zai)(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已發展到(dao)了第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)品種(zhong)。第(di)(di)一代(dai)(dai)是(shi)完全依(yi)靠鉻作為鐵素(su)體(ti)(ti)穩定(ding)元素(su),而含(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)又偏高,因(yin)此在(zai)(zai)(zai)焊接之后若(ruo)不(bu)(bu)(bu)(bu)再進(jin)行熱處(chu)理,必然會產生晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)。而且(qie)這第(di)(di)一代(dai)(dai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性(xing)都偏低(di)(di),其(qi)代(dai)(dai)表(biao)性(xing)鋼(gang)(gang)號(hao)為10Cr17(430)及 16Cr2N(446).第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)品種(zhong)為06Cr13Al(405)與06Cr11Ti(409),其(qi)中(zhong)(zhong)鉻與碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)下降(jiang),增(zeng)加(jia)了強烈的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)形(xing)成劑(ji)(ji),如(ru)06Cr13A1(405)中(zhong)(zhong)加(jia)人(ren) Al,06Cr11Ti(409)加(jia)入鈦(tai)。第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)除了在(zai)(zai)(zai)韌性(xing)方面與第(di)(di)一代(dai)(dai)相差不(bu)(bu)(bu)(bu)大之外,在(zai)(zai)(zai)工藝性(xing)能、固碳(tan)(tan)(tan)(Ti及Nb與碳(tan)(tan)(tan)反(fan)應形(xing)成TiC及NbC)以減少固溶(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)碳(tan)(tan)(tan)含(han)量(liang)、耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)方面,以及在(zai)(zai)(zai)降(jiang)低(di)(di)成本上(shang),皆比上(shang)一代(dai)(dai)優越(yue)。第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),則(ze)以改(gai)進(jin)冶煉(lian)方法來(lai)生產超低(di)(di)碳(tan)(tan)(tan)和超低(di)(di)氮含(han)量(liang)的(de)(de)(de)、可用大噸位爐子冶煉(lian)的(de)(de)(de)、采用較少間隙固溶(rong)(rong)元素(su)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),以444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)(dai)表(biao)。當這些鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)再加(jia)入強烈碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)形(xing)成劑(ji)(ji),如(ru)鈦(tai)與鈮,則(ze)可在(zai)(zai)(zai)焊后不(bu)(bu)(bu)(bu)進(jin)行熱處(chu)理,也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)會有晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)出現。此外,第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)韌性(xing)大大改(gai)善,對點狀腐(fu)(fu)蝕(shi)也(ye)具有良好的(de)(de)(de)抵抗能力(li),包括抗應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)能力(li)。


 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(tan)、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。