鐵素體(ti)不銹鋼焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的塑(su)韌性欠佳常常是這類鋼使(shi)用受(shou)阻的原因，但焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)塑(su)韌性不佳除了晶粒粗大(da)和碳(tan)、氮化(hua)(hua)物析出(chu)這一因素之(zhi)外(wai)，往往還與HAZ馬氏體(ti)相(xiang)變、σ相(xiang)析出(chu)及(ji)457℃脆化(hua)(hua)（α'析出(chu)）有關。


1. 晶粒粗大和(he)C、N化(hua)物析(xi)出的影響


  碳、氮是奧氏體形成元素，在鐵素體不銹鋼中的溶解度很低（見表2-3),隨著溫度的降低，碳、氮以極快速度和以Cr23C6、Cr7C3、Cr2N、CrN等形式在粗大晶粒的晶界析出。即使以急冷的方式亦難于防止。所以普通鐵素體不銹鋼在焊接過程中，同質焊縫和HAZ峰值溫度達到950℃以上的范圍，晶粒急劇長大的同時，隨著溫度的降低，碳、氮化物便沿著粗大晶界析出，塑韌性急劇降低。圖2-9是Cr30-Mo1鋼碳(tan)、氮(dan)對焊縫夏比沖擊值的影響。圖2-10是Cr17鋼焊縫隨碳+氮總含量增加，脆性轉變溫度（VTE)升高的情形，由圖可以看出，降低碳、氮含量對改善鐵素體不銹鋼焊接接頭的塑韌性有明顯作用。


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2. HAZ局部(bu)馬氏體轉變引起的脆性


  低鉻的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹鋼(gang)（0Cr12,0Cr13,0Cr13Al)在(zai)加熱(re)到臨界(jie)溫(wen)度（A3)以(yi)上約1000℃時，單相的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)局部轉變為奧氏(shi)(shi)體(ti)，冷卻到室溫(wen)時晶界(jie)會形(xing)成部分馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，這種少量的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)同(tong)樣會在(zai)同(tong)質焊(han)(han)縫和HAZ形(xing)成，引起輕度的(de)塑韌降(jiang)低，這種馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)可(ke)以(yi)通過焊(han)(han)后熱(re)處理消除，然而如果不可(ke)能進行焊(han)(han)后熱(re)處理，則在(zai)鋼(gang)及焊(han)(han)材(cai)中加入(ru)強鐵(tie)素(su)(su)體(ti)元素(su)(su) Ti、Al、Nb,以(yi)提高鐵(tie)素(su)(su)體(ti)組織(zhi)的(de)穩(wen)定(ding)性，防止(zhi)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)的(de)形(xing)成以(yi)及其脆(cui)化作(zuo)用。


3. σ相析出引起的脆性


  鉻含量較高的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)鋼及(ji)(ji)其焊縫(feng)在(zai)500~800℃范圍(wei)長時間(jian)加(jia)熱或停留(liu)，將發生。相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)(chu)。σ相(xiang)(xiang)是一種(zhong)（Fe-Cr)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬間(jian)化合物，其硬(ying)度(du)Hv=800~1000硬(ying)而(er)脆，增加(jia)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)脆化，Al、Si、Mo、Ti、Nb等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入，加(jia)速。相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)(chu)和(he)降低析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)(chu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)。但。相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成需要相(xiang)(xiang)當長的(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)。對于(yu)普(pu)通(tong)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)說(shuo)，通(tong)常的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)過程、焊后(hou)熱處理(li)都不(bu)會(hui)形(xing)(xing)成大量的(de)(de)(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)和(he)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)脆化，對于(yu)使用(yong)于(yu)室溫(wen)(wen)(wen)或較低溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)結(jie)構，并不(bu)擔心(xin)。的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)(chu)和(he)脆化問題(ti)。而(er)對于(yu)長期工作在(zai)。相(xiang)(xiang)形(xing)(xing)成溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)說(shuo)，σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)(chu)卻是必(bi)須(xu)重視的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。此外(wai)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼及(ji)(ji)其焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭一旦出(chu)(chu)(chu)現σ相(xiang)(xiang)，可(ke)采用(yong)加(jia)熱到高于(yu)其形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，保溫(wen)(wen)(wen)急冷，加(jia)以去除。


4. 457℃(α'析出）脆化


  鉻(ge)含量(liang)大于15%的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼及同質焊縫在(zai)400~600℃停留，將發(fa)生(sheng)α'的(de)(de)(de)(de)析(xi)出，強度、硬度顯著提高，韌性降低，因在(zai)457℃時α'的(de)(de)(de)(de)析(xi)出最迅速，故稱475℃脆(cui)(cui)化。但這種(zhong)脆(cui)(cui)化現象(xiang)在(zai)焊后(hou)不(bu)會立即發(fa)生(sheng)，只是(shi)在(zai)400~600℃范圍的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)長(chang)時間停留和(he)工(gong)作的(de)(de)(de)(de)結構(gou)可能發(fa)生(sheng)。所以應避免在(zai)這一溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)環境下(xia)使用。475℃脆(cui)(cui)化可通過700~800℃的(de)(de)(de)(de)短時間加(jia)熱和(he)立即水冷處理而消除(chu)。


  綜上所述，鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化，主要的問題是同質焊縫及HAZ在焊接過程中碳、氮(dan)化物析出和晶粒長大的作用，特別是前者，而且幾乎不能通過熱處理加以消除。因此以往鐵素體不銹鋼很少用作焊接結構，而高純度鐵素體不銹鋼在很大程度上消除了焊縫HAZ的碳、氮化物，極大地改進了焊接性，其焊接結構得到越來越廣泛的使用。