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(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)為(wei)Fe-Cr-C三元合金(jin),由碳以及諸如Al、Nb、Mo及Ti等添加元素來防(fang)止(zhi)在焊(han)接(jie)受熱過(guo)程中形(xing)成(cheng)奧氏(shi)體(ti)(ti)。因此,鐵(tie)索體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)在焊(han)后(hou)冷卻過(guo)程中不(bu)會出(chu)現奧氏(shi)體(ti)(ti)向馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉變的(de)淬硬(ying)現象。但(dan)焊(han)接(jie)熱所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)熱影響區近(jin)縫帶,由于高溫而(er)促成(cheng)鐵(tie)素體(ti)(ti)晶粒粗(cu)大,明顯地(di)降低了(le)接(jie)頭(tou)的(de)韌性,并且不(bu)可(ke)能(neng)直接(jie)用(yong)熱處理(li)的(de)方法來改善(shan)。這就是鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)中最為(wei)困難之處。


 現在(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)已發展到了(le)第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)(dai)品種。第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)是完全依靠鉻(ge)作為鐵(tie)素(su)體(ti)穩定元素(su),而含碳(tan)量又偏高,因此在(zai)焊接(jie)之后(hou)若不再進行熱(re)處理(li),必(bi)然會產生(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)。而且這第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性(xing)都(dou)偏低,其代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)性(xing)鋼(gang)(gang)號為10Cr17(430)及(ji) 16Cr2N(446).第(di)(di)二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)品種為06Cr13Al(405)與(yu)06Cr11Ti(409),其中(zhong)(zhong)鉻(ge)與(yu)碳(tan)含量下降,增加(jia)了(le)強烈的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)形(xing)成(cheng)(cheng)劑(ji),如(ru)06Cr13A1(405)中(zhong)(zhong)加(jia)人 Al,06Cr11Ti(409)加(jia)入(ru)鈦(tai)。第(di)(di)二(er)(er)代(dai)(dai)(dai)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)除了(le)在(zai)韌(ren)性(xing)方面與(yu)第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)相差(cha)不大之外,在(zai)工(gong)藝性(xing)能(neng)、固碳(tan)(Ti及(ji)Nb與(yu)碳(tan)反應(ying)形(xing)成(cheng)(cheng)TiC及(ji)NbC)以(yi)減少(shao)固溶體(ti)中(zhong)(zhong)碳(tan)含量、耐腐蝕(shi)性(xing)方面,以(yi)及(ji)在(zai)降低成(cheng)(cheng)本上,皆比上一代(dai)(dai)(dai)優越。第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)(dai)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),則以(yi)改(gai)(gai)進冶(ye)煉方法來生(sheng)產超低碳(tan)和超低氮含量的(de)、可(ke)用大噸位爐子冶(ye)煉的(de)、采用較(jiao)少(shao)間(jian)隙固溶元素(su)的(de)鋼(gang)(gang)種,以(yi)444(18Cr-2Mo)與(yu)26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)(dai)(dai)表(biao)(biao)。當(dang)這些鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)再加(jia)入(ru)強烈碳(tan)化物形(xing)成(cheng)(cheng)劑(ji),如(ru)鈦(tai)與(yu)鈮,則可(ke)在(zai)焊后(hou)不進行熱(re)處理(li),也不會有晶間(jian)腐蝕(shi)出現。此外,第(di)(di)三(san)代(dai)(dai)(dai)鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性(xing)大大改(gai)(gai)善,對點(dian)狀腐蝕(shi)也具有良好的(de)抵抗能(neng)力,包括抗應(ying)力腐蝕(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(dan)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。