鉻系馬氏體不銹鋼有:1Cr13、2Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、3Cr16、7Cr17等鋼種,這些鋼種是鉻從11.5%~18%按其耐蝕性派生出來的。鉻是鐵素體形成元素,為了保持馬氏體組織,較高的鉻需要較多的碳含量,以使在熱處理后形成馬氏體。馬氏體不銹鋼在臨界(ACs)溫度以上是面心立方的奧氏體組織,在快速冷卻到臨界溫度以下時,奧氏體轉變為體心立方的馬氏體。組織的轉變引起體積變化,產生應力,從而提高了硬度和降低塑性。這一特性對于焊接接頭的影響尤其重要,因此焊后在熱影響區容易引起裂紋。特別是電弧焊時,熔池因吸氫的作用,剛度大的結構焊后經過一定的潛伏期,氫將引起焊縫和熔合區的延遲(冷)裂紋。與碳鋼、低合金鋼相比,氫的擴散速度緩慢,約為碳鋼的1/10~1/25,延遲裂紋焊后5天之內仍應注意,可能發生開裂。
鉻(ge)系(xi)馬氏體不銹(xiu)鋼隨著碳含量的(de)增加(jia)(jia),焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)冷(leng)(leng)裂紋(wen)傾向加(jia)(jia)大。所以用(yong)來制造焊(han)接(jie)(jie)結構的(de)多數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬氏體不銹(xiu)鋼,含碳更(geng)高的(de)3Cr13、4 Cr13等(deng)冷(leng)(leng)裂紋(wen)傾向更(geng)強,一般不能焊(han)接(jie)(jie)。
已知Cr13型不銹鋼中(zhong)C+N的(de)含量的(de)增(zeng)加,硬化加強(qiang),裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)傾向加劇。圖2-11是(shi)馬氏體(ti)不銹鋼用斜Y型坡口鐵研式裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)試驗的(de)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)敏(min)感性(xing)和C+N總含量的(de)關系。由圖可見降低C+N可以(yi)顯著改善Cr13型馬氏體(ti)不銹鋼的(de)焊接延遲裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)敏(min)感性(xing)。
1Cr13馬氏(shi)體不銹鋼,實際(ji)上是半馬氏(shi)體組(zu)織,在(zai)焊接熱影響(xiang)區(qu)近縫區(qu)會形成(cheng)粗大鐵素體及沿晶(jing)界析出(chu)的(de)碳、氮化物,塑(su)韌(ren)性顯著降低。因此在(zai)采用(yong)同質焊材(cai)時,焊材(cai)中應添(tian)加Nb、Ti、Al等合金元素,可細化晶(jing)粒,提高(gao)焊縫金屬的(de)塑(su)韌(ren)性,防止裂紋的(de)產(chan)生(sheng)。