鐵素體不銹鋼焊接接頭(tou)的塑(su)韌性欠佳(jia)常(chang)常(chang)是這類(lei)鋼使用受阻的原因(yin)，但焊接接頭(tou)塑(su)韌性不佳(jia)除了晶(jing)粒(li)粗大和碳、氮化物(wu)析(xi)出(chu)這一因(yin)素之外(wai)，往(wang)往(wang)還與(yu)HAZ馬(ma)氏(shi)體相變、σ相析(xi)出(chu)及457℃脆化（α'析(xi)出(chu)）有關。


1. 晶粒粗大(da)和C、N化物析出的影響(xiang)


  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(tan)、氮(dan)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、氮對焊縫夏比沖擊值的影響。圖2-10是Cr17鋼焊縫隨碳(tan)+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(ju)部馬氏體轉(zhuan)變引起(qi)的脆性


  低(di)鉻(ge)的(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)（0Cr12,0Cr13,0Cr13Al)在(zai)加熱到(dao)(dao)臨界溫(wen)度(du)（A3)以(yi)(yi)上約1000℃時(shi)，單相的(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)局部轉(zhuan)變(bian)為奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，冷(leng)卻到(dao)(dao)室(shi)溫(wen)時(shi)晶界會形成(cheng)部分馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，這(zhe)種少量的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)同(tong)樣會在(zai)同(tong)質焊縫和(he)HAZ形成(cheng)，引起輕度(du)的(de)塑韌降低(di)，這(zhe)種馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)可以(yi)(yi)通過(guo)焊后熱處(chu)理(li)消除，然(ran)而如果不(bu)可能進行焊后熱處(chu)理(li)，則(ze)在(zai)鋼(gang)(gang)及焊材中加入強(qiang)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)元素(su)(su) Ti、Al、Nb,以(yi)(yi)提高鐵素(su)(su)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)穩定性(xing)，防止馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)形成(cheng)以(yi)(yi)及其(qi)脆(cui)化作用。


3. σ相析出引起(qi)的脆性


  鉻含量較高(gao)的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)(su)體鋼及其(qi)焊縫在(zai)500~800℃范圍長時間(jian)加(jia)熱或(huo)停留，將發生。相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)。σ相(xiang)(xiang)是一(yi)種（Fe-Cr)的(de)(de)(de)金屬間(jian)化合(he)物，其(qi)硬度Hv=800~1000硬而(er)脆(cui)，增(zeng)加(jia)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)脆(cui)化，Al、Si、Mo、Ti、Nb等元素(su)(su)(su)的(de)(de)(de)加(jia)入，加(jia)速。相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)和(he)降(jiang)低析出(chu)溫(wen)度。但。相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)形(xing)成需要相(xiang)(xiang)當長的(de)(de)(de)時間(jian)。對于普(pu)通(tong)(tong)鐵素(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)說，通(tong)(tong)常的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)過程(cheng)、焊后熱處理都(dou)不(bu)會形(xing)成大量的(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)和(he)明顯(xian)的(de)(de)(de)脆(cui)化，對于使(shi)用于室(shi)溫(wen)或(huo)較低溫(wen)度的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)結構，并(bing)不(bu)擔(dan)心(xin)。的(de)(de)(de)析出(chu)和(he)脆(cui)化問(wen)題(ti)。而(er)對于長期工作在(zai)。相(xiang)(xiang)形(xing)成溫(wen)度的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)說，σ相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析出(chu)卻是必須重視的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。此外(wai)鐵素(su)(su)(su)體不(bu)銹(xiu)鋼及其(qi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭一(yi)旦出(chu)現σ相(xiang)(xiang)，可采用加(jia)熱到(dao)高(gao)于其(qi)形(xing)成的(de)(de)(de)溫(wen)度，保(bao)溫(wen)急冷，加(jia)以去除。


4. 457℃(α'析出(chu)）脆化


  鉻含量大于(yu)15%的鐵(tie)素體不銹鋼及同(tong)質(zhi)焊縫在400~600℃停留，將發生α'的析出，強(qiang)度、硬度顯著提高(gao)，韌性降低，因在457℃時α'的析出最迅速(su)，故稱475℃脆化(hua)。但(dan)這(zhe)種脆化(hua)現象在焊后不會立即發生，只是在400~600℃范圍(wei)的溫度下(xia)(xia)長(chang)時間(jian)停留和工作的結構可能發生。所以應避免在這(zhe)一溫度的環境下(xia)(xia)使(shi)用。475℃脆化(hua)可通過700~800℃的短時間(jian)加(jia)熱和立即水冷(leng)處理而消除。


  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(dan)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。