在動力裝置、石油化工和造紙設備中，有許多焊接結構是奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼與珠光體鋼焊接而成的。奧氏體型不銹鋼用于容器、罐體結構內壁接觸腐蝕介質或耐高溫的部位，常用的材質有Cr18Ni9系列和Cr23Ni13系列；珠光體鋼則用于其余要求不苛刻的部位，其材質有低碳鋼、低合金鋼、鉻鉬熱穩定性鋼等。使用這種焊接結構能節省大量的不銹鋼(gang)材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異種(zhong)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)時，每(mei)一種(zhong)（側）母(mu)材受(shou)到(dao)焊(han)(han)(han)接(jie)熱循環(huan)而發生的(de)組織轉變(bian)以及隨之可能出現的(de)各種(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)問題，如淬火硬化、退(tui)火或回火軟化、冷裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)、再(zai)熱裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)、液(ye)化裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)等，都和(he)同種(zhong)材料(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)時基本相(xiang)同，因(yin)此(ci)在此(ci)不再(zai)重復。以下所要討(tao)論(lun)的(de)異種(zhong)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)性問題只是集中(zhong)于焊(han)(han)(han)縫和(he)熔合區。因(yin)為(wei)這里(li)的(de)金(jin)屬成(cheng)分(fen)組成(cheng)十分(fen)復雜，受(shou)到(dao)兩種(zhong)不同成(cheng)分(fen)的(de)母(mu)材和(he)第三種(zhong)成(cheng)分(fen)的(de)填充材料(liao)的(de)共同制約，且又受(shou)到(dao)焊(han)(han)(han)接(jie)工藝的(de)強烈影響(xiang)。
1. 焊縫(feng)的成分、相(xiang)組成及其調控
奧(ao)氏(shi)體不銹鋼（A）與(yu)珠(zhu)光體鋼（B）焊(han)接時，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)平均(jun)成分由兩種(zhong)不同(tong)類型的(de)母材（A和B）同(tong)填充金屬(shu)（C）混(hun)合所組(zu)成。由于珠(zhu)光體鋼中不含有或僅含有少量的(de)合金元素，若它溶(rong)入焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)的(de)份額增大，則會(hui)沖淡焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)的(de)合金濃度，從而改(gai)變焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)的(de)化學成分和組(zu)織狀態，這(zhe)種(zhong)現象稱(cheng)為母材對焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金屬(shu)的(de)稀釋(shi)作用。
對(dui)于奧氏體型不銹鋼(gang)與珠光體鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)縫，希望(wang)母(mu)材(cai)在焊(han)(han)(han)縫金屬中所占比例要小，即稀(xi)(xi)釋度小一(yi)些(xie)而且要求熔(rong)合比穩定，其目的(de)是減少焊(han)(han)(han)縫裂紋，保證(zheng)焊(han)(han)(han)接接頭(tou)的(de)性能。影響(xiang)焊(han)(han)(han)縫稀(xi)(xi)釋程度的(de)因素很多，有(you)焊(han)(han)(han)縫形狀、焊(han)(han)(han)接電(dian)流、電(dian)弧電(dian)壓、焊(han)(han)(han)接速度等。焊(han)(han)(han)接方(fang)法不同對(dui)焊(han)(han)(han)縫稀(xi)(xi)釋程度影響(xiang)很大(da)，圖5-3所示列出(chu)了(le)幾種(zhong)焊(han)(han)(han)接方(fang)法可獲得熔(rong)合比的(de)范圍。
在Q235鋼(gang)(gang)(gang)與12Cr18Ni9 不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬中(zhong)(zhong)，如果(guo)由于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)過分(fen)稀(xi)釋，可(ke)(ke)使焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)熔合(he)比(bi)（％）奧氏(shi)體形成(cheng)元素不足，結果(guo)在焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)出(chu)現馬氏(shi)圖(tu)5-3 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)對熔合(he)比(bi)的(de)影響體組(zu)織，使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)脆性增大(da)，導致焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)形成(cheng)裂紋。可(ke)(ke)以(yi)借助于(yu)圖(tu)5-4不銹鋼(gang)(gang)(gang)（舍(she)夫勒）組(zu)織圖(tu)來討論(lun)分(fen)析，首(shou)先(xian)將鋼(gang)(gang)(gang)的(de)各合(he)金(jin)元素含量(liang)按下列(lie)公式折算成(cheng)鉻當量(liang)和鎳(nie)當量(liang)：鉻當量(liang)Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳(nie)當量(liang)Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再(zai)在圖(tu)5-4找出(chu)相應的(de)點，即可(ke)(ke)知該鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)正常冷卻組(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)相組(zu)成(cheng)。
例(li)如，12Cr18Ni9鋼與Q235鋼沒有焊(han)接(jie)以前(qian)，經過(guo)鉻(ge)當量和鎳當量的(de)計算，見表5-3。分別為(wei)圖5-4中(zhong)的(de)a、b兩點(dian)，如果不加填充金(jin)(jin)屬(shu)進行鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)，假(jia)定(ding)這兩種金(jin)(jin)屬(shu)熔入焊(han)道的(de)中(zhong)比例(li)各為(wei)一(yi)半，其熔合(he)比分別是50％，則(ze)在(zai)圖5-4中(zhong)可(ke)找到(dao)對應(ying)的(de)f點(dian)。從(cong)圖中(zhong)可(ke)以看出(chu)f點(dian)所處焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)位(wei)置(zhi)為(wei)馬(ma)氏(shi)體組(zu)(zu)織。眾所周知(zhi)，馬(ma)氏(shi)體組(zu)(zu)織是一(yi)個又脆又硬(ying)的(de)組(zu)(zu)織，容易使焊(han)縫產生裂紋(wen)。
采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時，對常用(yong)的(de)幾種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)的(de)熔(rong)敷(fu)(fu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)進行過鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)計算，計算結果見表5-4。首先選用(yong)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)牌號(hao)A102（E308型）作為(wei)(wei)填(tian)充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)，其(qi)鉻(ge)、鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)對應于(yu)(yu)圖(tu)5-4中c點(dian)。此(ci)(ci)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)這兩(liang)種(zhong)(zhong)材(cai)(cai)料時，假定這兩(liang)種(zhong)(zhong)母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)熔(rong)入(ru)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中數量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)，即(ji)兩(liang)種(zhong)(zhong)母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)混合(he)熔(rong)化(hua)(hua)后鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)仍為(wei)(wei)原來的(de)f點(dian)，則當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)熔(rong)合(he)比(bi)發生變(bian)化(hua)(hua)時，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)數沿fc線段各(ge)點(dian)移動而(er)變(bian)化(hua)(hua)。當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)熔(rong)合(he)比(bi)為(wei)(wei)40％時，即(ji)兩(liang)種(zhong)(zhong)母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中各(ge)占20％的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)數時，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)鉻(ge)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)數相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)(yu)g點(dian)；當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)熔(rong)合(he)比(bi)為(wei)(wei)30％時為(wei)(wei)h點(dian)，此(ci)(ci)時焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)組織(zhi)為(wei)(wei)奧氏體＋馬(ma)氏體，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)仍有(you)形成裂(lie)紋(wen)的(de)可能。在(zai)完全相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)和(he)(he)條(tiao)(tiao)件下，若(ruo)改變(bian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)的(de)熔(rong)敷(fu)(fu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)，用(yong)A307牌號(hao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)（即(ji)E309型）進行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)熔(rong)敷(fu)(fu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)圖(tu)5-4中d點(dian)。如(ru)果母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)熔(rong)合(he)比(bi)為(wei)(wei)40％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)(yu)圖(tu)5-4中i點(dian)，此(ci)(ci)時焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)接(jie)近為(wei)(wei)全部奧氏體組織(zhi)，也(ye)有(you)可能產(chan)生裂(lie)紋(wen)；若(ruo)熔(rong)合(he)比(bi)為(wei)(wei)30％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)(yu)圖(tu)5-4中j點(dian)，此(ci)(ci)時焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)含有(you)體積分(fen)數為(wei)(wei)2％的(de)鐵素體的(de)奧氏體組織(zhi)，對抗裂(lie)性(xing)和(he)(he)耐(nai)蝕性(xing)都(dou)是有(you)利的(de)。若(ruo)采用(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)（E310型）施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)熔(rong)敷(fu)(fu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)圖(tu)5-4中e點(dian)，如(ru)果母(mu)(mu)(mu)材(cai)(cai)熔(rong)合(he)比(bi)仍為(wei)(wei)30％～40％（即(ji)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)位于(yu)(yu)圖(tu)5-4中fe線段中k、l兩(liang)點(dian)），焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為(wei)(wei)單相(xiang)(xiang)(xiang)奧氏體組織(zhi)，也(ye)易使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)產(chan)生裂(lie)紋(wen)。
這三種不同(tong)牌(pai)號(hao)的(de)不銹鋼(gang)焊條，其(qi)焊條熔敷金屬的(de)鉻(ge)鎳當量見表5-4。
綜上(shang)分(fen)析，焊(han)(han)接(jie)12Cr18Ni9不銹鋼與Q235鋼時(shi)，若(ruo)不加填充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)或用焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)采(cai)用A102焊(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)不可避免地要(yao)出現脆(cui)硬的(de)馬氏體(ti)組織(zhi)，導致焊(han)(han)縫產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)。用A307焊(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)熔(rong)(rong)合(he)比要(yao)控(kong)制(zhi)在30％以下，才(cai)能獲得較(jiao)為理(li)想(xiang)奧氏體(ti)＋鐵(tie)素體(ti)雙相組織(zhi)。用A407焊(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)組織(zhi)為單相奧氏體(ti)組織(zhi)，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭也有形成熱裂(lie)紋(wen)的(de)傾向。根據以上(shang)分(fen)析可知，由于珠光體(ti)鋼的(de)稀釋作用，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)和(he)組織(zhi)會發生(sheng)很大變(bian)化。但是通過(guo)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法和(he)焊(han)(han)接(jie)材料的(de)選擇以及對母材金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)合(he)比的(de)控(kong)制(zhi)，可以在相當寬的(de)范圍內調整焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)成分(fen)和(he)組織(zhi)。
2. 焊縫邊緣(yuan)的成分過渡層
焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)池(chi)邊緣(yuan)，金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)(zai)液態(tai)持續時間最(zui)短，溫度(du)也較(jiao)熔(rong)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)部低，液體金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)流動性(xing)較(jiao)差，容易(yi)結(jie)(jie)晶形(xing)成(cheng)(cheng)固態(tai)。由于珠(zhu)(zhu)光體鋼一(yi)(yi)(yi)(yi)側(ce)與奧(ao)氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)(han)接材(cai)料的(de)化學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)和填充金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)不能(neng)充分(fen)混(hun)合，在(zai)(zai)此側(ce)的(de)焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)(zhong)(zhong)珠(zhu)(zhu)光體鋼所(suo)占(zhan)份額增大，且越靠近熔(rong)合線稀(xi)釋程度(du)就(jiu)越大。而(er)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)池(chi)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)，其稀(xi)釋程度(du)就(jiu)小。這(zhe)樣，在(zai)(zai)珠(zhu)(zhu)光體鋼與奧(ao)氏(shi)體型(xing)不銹鋼焊(han)(han)(han)接時，相鄰珠(zhu)(zhu)光體一(yi)(yi)(yi)(yi)側(ce)熔(rong)合線的(de)焊(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)成(cheng)(cheng)分(fen)梯度(du)很(hen)大的(de)過渡層(ceng)。在(zai)(zai)過渡層(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)(yi)層(ceng)馬(ma)氏(shi)體組織(zhi)，硬(ying)度(du)很(hen)高，形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)高硬(ying)度(du)的(de)馬(ma)氏(shi)體脆性(xing)層(ceng)，有可(ke)能(neng)使(shi)熔(rong)合區遭到破壞，降低了焊(han)(han)(han)接結(jie)(jie)構的(de)可(ke)靠性(xing)。
過(guo)渡層(ceng)的(de)形成(cheng)與(yu)焊接(jie)參(can)數有很大關(guan)系：當(dang)(dang)選用(yong)大的(de)熱輸入進行焊接(jie)時(shi)(shi)，焊接(jie)電流(liu)很大，焊接(jie)速度(du)慢，焊縫金屬熔池邊(bian)(bian)緣高溫(wen)停留時(shi)(shi)間(jian)(jian)延(yan)長。增加熔池邊(bian)(bian)緣高溫(wen)停留時(shi)(shi)間(jian)(jian)，有助于增加熔池邊(bian)(bian)緣液態金屬的(de)流(liu)動性和拌攪作用(yong)，使過(guo)渡層(ceng)的(de)寬度(du)減小(xiao)(xiao)。同(tong)時(shi)(shi)馬(ma)氏體(ti)脆(cui)(cui)性層(ceng)與(yu)過(guo)渡層(ceng)里含鎳(nie)量有關(guan)：當(dang)(dang)過(guo)渡層(ceng)中(zhong)w（Ni）低于5％～6％時(shi)(shi)，將產生馬(ma)氏體(ti)組(zu)織如圖5-5所示。從(cong)圖中(zhong)可以看出，脆(cui)(cui)性層(ceng)寬度(du)B與(yu)焊縫中(zhong)鎳(nie)含量成(cheng)反比。當(dang)(dang)填充(chong)金屬選用(yong)H08Cr21Ni10時(shi)(shi)，脆(cui)(cui)性層(ceng)寬度(du)為B1，是(shi)比較大的(de)；當(dang)(dang)采(cai)用(yong)Cr15Ni25Mo6 填充(chong)金屬時(shi)(shi)，此(ci)時(shi)(shi)脆(cui)(cui)性層(ceng)寬度(du)縮小(xiao)(xiao)到B3；當(dang)(dang)使用(yong)鎳(nie)基焊接(jie)材料(liao)時(shi)(shi)，脆(cui)(cui)性層(ceng)將會完全消失。
3. 熔合區的碳(tan)擴散
奧氏(shi)體型不銹鋼(gang)(gang)與珠光(guang)體鋼(gang)(gang)焊(han)(han)成(cheng)焊(han)(han)接接頭(tou)，在焊(han)(han)后熱處理或高溫(wen)運行服役時(shi)，其熔合區(qu)附近會發生碳(tan)由珠光(guang)體鋼(gang)(gang)母材向奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)縫的擴散。在碳(tan)化物形成(cheng)元素含(han)量(liang)低的珠光(guang)體鋼(gang)(gang)一側產(chan)生脫(tuo)碳(tan)層，而相鄰的奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)縫一側產(chan)生增碳(tan)層。
碳(tan)(tan)擴散的(de)結果，熔合區的(de)珠光體(ti)(ti)組織(zhi)由(you)于碳(tan)(tan)含量降(jiang)低(di)而轉(zhuan)變為鐵(tie)素體(ti)(ti)組織(zhi)導致(zhi)軟化，且在(zai)高溫的(de)長時(shi)(shi)間(jian)作(zuo)用下，鐵(tie)素體(ti)(ti)晶粒(li)還會(hui)顯(xian)著(zhu)地長大(da)；同時(shi)(shi)增碳(tan)(tan)層中的(de)碳(tan)(tan)化物(wu)也變得(de)粗大(da)，硬度非常高。焊(han)接接頭在(zai)這種軟硬交接層的(de)抗蠕變性能大(da)大(da)降(jiang)低(di)，在(zai)高溫下長時(shi)(shi)間(jian)服(fu)役(yi)，交接處(chu)會(hui)出現蠕變孔(kong)洞(dong)并逐(zhu)漸發展成為顯(xian)微裂(lie)(lie)紋，最后導致(zhi)焊(han)接接頭斷裂(lie)(lie)失效。
此外，若提高奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與珠光體鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)中的(de)(de)鎳含量，就可以(yi)減輕碳從(cong)珠光體鋼(gang)(gang)母材向奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)中的(de)(de)擴(kuo)散(san)遷移。若選用鎳基合金作為填充(chong)金屬(shu)(shu)，這種碳的(de)(de)擴(kuo)散(san)遷移就不存在。
4. 熔合區的熱應(ying)力(li)
焊態的(de)(de)接(jie)(jie)頭(tou)通(tong)常都存很大(da)的(de)(de)殘余(yu)(yu)應(ying)力(li)，焊縫(feng)及其(qi)附(fu)近的(de)(de)金屬(shu)處于(yu)拉應(ying)力(li)狀(zhuang)態，其(qi)余(yu)(yu)部(bu)分的(de)(de)金屬(shu)受(shou)到壓應(ying)力(li)的(de)(de)作(zuo)用。然而在(zai)異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)接(jie)(jie)頭(tou)中(zhong)，由(you)于(yu)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)線脹系數(shu)(shu)比珠(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)大(da)，從而導致焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)殘余(yu)(yu)應(ying)力(li)增(zeng)大(da)。這(zhe)樣，異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)接(jie)(jie)頭(tou)在(zai)高溫(wen)下(xia)長時間運行(xing)期間，更突出的(de)(de)表現在(zai)運行(xing)溫(wen)度波動（特別是(shi)開(kai)、停車）時，焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)處于(yu)熱(re)疲勞(lao)狀(zhuang)態。如果采用鎳(nie)基合(he)金作(zuo)為(wei)填充材料(liao)，由(you)于(yu)鎳(nie)基合(he)金的(de)(de)熱(re)脹系數(shu)(shu)與珠(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)相(xiang)近，在(zai)珠(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)母材一側(ce)，焊接(jie)(jie)殘余(yu)(yu)應(ying)力(li)就(jiu)可能減(jian)少。
根(gen)據以上(shang)分析可見，以奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼為填充(chong)金屬焊接奧氏(shi)體(ti)-珠光體(ti)異(yi)種(zhong)材料副時，成分不均(jun)勻所(suo)導致的(de)(de)(de)脆性過渡層、碳擴散問題以及(ji)膨脹系數所(suo)導致的(de)(de)(de)溫(wen)度差應力(li)和變(bian)溫(wen)疲勞問題均(jun)發生在(zai)珠光體(ti)鋼一側焊縫的(de)(de)(de)熔合(he)區(qu)，因而成為矛(mao)盾(dun)的(de)(de)(de)焦點。大(da)量的(de)(de)(de)失效案例均(jun)證明了(le)這一點。
5. 延遲紋
氫在不同的組織中，其溶解度和擴散系數也不同且與溫度有關。例如，當溫度為500℃時，氫在奧氏體組中溶解度為4cm3／100g，而在鐵素體組織中為0.75cm3／100g；在溫度為100℃時，氫在奧氏體組織中溶解度降到0.9cm3／100g；而在鐵素體組織中的溶解度只有0.2cm3／100g。氫在奧氏體的擴散率可比其在鐵素體中小二、三個數量級。在異種金屬焊接時珠光體鋼一側的熔合線區，奧氏體焊縫中大量過飽和氫不易直接向大氣逸出，而是向擴散系數大得多的珠光體鋼中擴散，造成珠光體鋼中擴散氫的聚集，從而為延遲裂紋創造了條件。因此，異種鋼焊接接頭珠光體鋼的冷裂紋的傾向應當比同種鋼焊接時更為嚴重，特別是當成分過渡區中有較厚的馬氏體脆性層時尤為突出。
