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。
鉻系馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼隨著碳含量(liang)的(de)(de)增加(jia)(jia),焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)冷裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)加(jia)(jia)大。所以用來制造焊(han)接(jie)結構(gou)的(de)(de)多數是1Cr13、2Cr13等馬氏體不(bu)銹(xiu)鋼,含碳更(geng)高的(de)(de)3Cr13、4 Cr13等冷裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)更(geng)強,一般不(bu)能焊(han)接(jie)。
已知Cr13型(xing)不銹(xiu)鋼中C+N的含量的增(zeng)加(jia)(jia),硬化加(jia)(jia)強,裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)傾向(xiang)加(jia)(jia)劇。圖2-11是馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼用斜Y型(xing)坡口鐵研式(shi)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)試驗的裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)敏感性(xing)和C+N總含量的關系。由圖可見(jian)降低(di)C+N可以(yi)顯著改善Cr13型(xing)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼的焊接延遲裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的敏感性(xing)。
1Cr13馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),實際上是(shi)半馬(ma)氏體(ti)組織,在(zai)焊接熱影響(xiang)區近縫(feng)區會形成(cheng)粗大鐵(tie)素體(ti)及沿晶界析出的碳、氮化物,塑(su)韌性顯著(zhu)降低。因(yin)此在(zai)采用(yong)同質焊材時,焊材中應添加(jia)Nb、Ti、Al等(deng)合金元素,可細化晶粒,提(ti)高焊縫(feng)金屬(shu)的塑(su)韌性,防止裂紋的產生。