在動力裝置、石油化工和造紙設備中，有許多焊接結構是奧(ao)氏體不(bu)銹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材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異(yi)種(zhong)(zhong)鋼(gang)焊接(jie)(jie)時，每一種(zhong)(zhong)（側）母(mu)材(cai)受(shou)到焊接(jie)(jie)熱循環而發生(sheng)的(de)(de)組(zu)織(zhi)轉(zhuan)變以及隨之可能出(chu)現(xian)的(de)(de)各(ge)種(zhong)(zhong)焊接(jie)(jie)問題，如淬火(huo)硬化(hua)(hua)、退火(huo)或(huo)回(hui)火(huo)軟(ruan)化(hua)(hua)、冷裂紋(wen)、再熱裂紋(wen)、液化(hua)(hua)裂紋(wen)等，都和同(tong)種(zhong)(zhong)材(cai)料焊接(jie)(jie)時基本相同(tong)，因(yin)此在此不再重復(fu)(fu)。以下所要討論的(de)(de)異(yi)種(zhong)(zhong)鋼(gang)焊接(jie)(jie)性問題只是(shi)集(ji)中于焊縫和熔合區(qu)。因(yin)為這里的(de)(de)金(jin)屬成(cheng)分組(zu)成(cheng)十分復(fu)(fu)雜，受(shou)到兩(liang)種(zhong)(zhong)不同(tong)成(cheng)分的(de)(de)母(mu)材(cai)和第三種(zhong)(zhong)成(cheng)分的(de)(de)填充(chong)材(cai)料的(de)(de)共同(tong)制約，且又受(shou)到焊接(jie)(jie)工藝(yi)的(de)(de)強烈影(ying)響(xiang)。
1. 焊縫的成(cheng)分、相組(zu)成(cheng)及其調控
奧氏(shi)體不(bu)銹鋼（A）與珠(zhu)光(guang)體鋼（B）焊(han)接時(shi)，焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)平均成(cheng)分(fen)由兩(liang)種(zhong)不(bu)同類型的(de)(de)母材（A和B）同填充金(jin)屬(shu)（C）混合(he)所組(zu)成(cheng)。由于珠(zhu)光(guang)體鋼中不(bu)含(han)有或僅含(han)有少(shao)量的(de)(de)合(he)金(jin)元素(su)，若它溶入焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)份額增大，則會(hui)沖(chong)淡焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)合(he)金(jin)濃度(du)，從而(er)改變焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)化學成(cheng)分(fen)和組(zu)織(zhi)狀態(tai)，這種(zhong)現象稱(cheng)為母材對(dui)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)稀釋作用。
對(dui)于奧氏體型不銹鋼與珠光體鋼的焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)，希望母材(cai)在(zai)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬中所占比(bi)例要小(xiao)，即(ji)稀(xi)釋度(du)小(xiao)一些而且要求熔合比(bi)穩定，其目的是減(jian)少焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)裂(lie)紋，保證焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的性能。影(ying)響(xiang)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)稀(xi)釋程度(du)的因素很多，有(you)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)形狀、焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流、電(dian)弧電(dian)壓、焊(han)(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)等。焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法不同對(dui)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)稀(xi)釋程度(du)影(ying)響(xiang)很大，圖5-3所示(shi)列(lie)出了幾種焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法可獲(huo)得熔合比(bi)的范圍(wei)。
在(zai)(zai)Q235鋼(gang)(gang)(gang)與12Cr18Ni9 不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)(zhong)(zhong)，如果由于(yu)焊(han)縫(feng)的(de)(de)過分稀釋，可使(shi)焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)熔合(he)比(bi)（％）奧氏(shi)體形成元(yuan)素不足，結果在(zai)(zai)焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)出現馬氏(shi)圖(tu)5-3 焊(han)接(jie)方(fang)法對熔合(he)比(bi)的(de)(de)影響體組織，使(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)脆性(xing)增(zeng)大，導致(zhi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)形成裂紋。可以借(jie)助于(yu)圖(tu)5-4不銹鋼(gang)(gang)(gang)（舍(she)夫(fu)勒）組織圖(tu)來(lai)討(tao)論分析，首(shou)先將鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)各合(he)金(jin)元(yuan)素含(han)量(liang)(liang)按(an)下列公式折算成鉻當量(liang)(liang)和鎳(nie)當量(liang)(liang)：鉻當量(liang)(liang)Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳(nie)當量(liang)(liang)Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再在(zai)(zai)圖(tu)5-4找出相應(ying)的(de)(de)點(dian)，即可知(zhi)該鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)縫(feng)的(de)(de)正常冷卻(que)組織中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)相組成。
例如，12Cr18Ni9鋼與Q235鋼沒(mei)有焊(han)接以前，經過鉻當量和鎳當量的(de)計算，見表5-3。分(fen)別(bie)為圖5-4中(zhong)的(de)a、b兩(liang)(liang)點(dian)，如果不(bu)加填充金(jin)屬進行鎢極氬弧焊(han)，假(jia)定這兩(liang)(liang)種金(jin)屬熔(rong)(rong)入焊(han)道的(de)中(zhong)比(bi)例各為一(yi)半，其熔(rong)(rong)合(he)比(bi)分(fen)別(bie)是50％，則在(zai)圖5-4中(zhong)可(ke)找到對(dui)應的(de)f點(dian)。從圖中(zhong)可(ke)以看出f點(dian)所處焊(han)縫金(jin)屬的(de)位(wei)置為馬(ma)氏體(ti)組(zu)織(zhi)。眾所周知(zhi)，馬(ma)氏體(ti)組(zu)織(zhi)是一(yi)個又(you)(you)脆又(you)(you)硬的(de)組(zu)織(zhi)，容易使焊(han)縫產生裂紋。
采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)(shi)，對常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)進(jin)行(xing)過鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)算，計(ji)(ji)算結果(guo)見表5-4。首(shou)先選(xuan)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)牌號A102（E308型）作為(wei)填充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)，其鉻、鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)對應于圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)(zhong)c點(dian)。此焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接這(zhe)兩(liang)種(zhong)材料時(shi)(shi)(shi)，假定這(zhe)兩(liang)種(zhong)母(mu)(mu)材熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)(zhong)(zhong)數(shu)量(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同，即(ji)兩(liang)種(zhong)母(mu)(mu)材混(hun)合(he)熔(rong)(rong)化后(hou)鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)仍為(wei)原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)f點(dian)，則(ze)當(dang)母(mu)(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)發生變化時(shi)(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)沿(yan)fc線段各點(dian)移動而(er)變化。當(dang)母(mu)(mu)材熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)40％時(shi)(shi)(shi)，即(ji)兩(liang)種(zhong)母(mu)(mu)材在焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)各占20％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)時(shi)(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)分(fen)數(shu)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)于g點(dian)；當(dang)母(mu)(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)30％時(shi)(shi)(shi)為(wei)h點(dian)，此時(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)＋馬(ma)氏體(ti)(ti)，焊(han)(han)(han)(han)(han)接接頭仍有形成裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能。在完全(quan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)同和(he)(he)(he)條(tiao)(tiao)件(jian)下，若改變焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)成分(fen)，用(yong)A307牌號焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)（即(ji)E309型）進(jin)行(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)為(wei)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)(zhong)d點(dian)。如果(guo)母(mu)(mu)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)40％，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)于圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)(zhong)i點(dian)，此時(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接近(jin)為(wei)全(quan)部奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，也(ye)有可能產生裂(lie)紋；若熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)30％，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)于圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)(zhong)j點(dian)，此時(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)含有體(ti)(ti)積分(fen)數(shu)為(wei)2％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，對抗裂(lie)性和(he)(he)(he)耐蝕性都是有利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。若采用(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)（E310型）施焊(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鉻和(he)(he)(he)鎳(nie)(nie)(nie)當(dang)量(liang)為(wei)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)(zhong)e點(dian)，如果(guo)母(mu)(mu)材熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)仍為(wei)30％～40％（即(ji)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)位于圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)(zhong)fe線段中(zhong)(zhong)(zhong)k、l兩(liang)點(dian)），焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)單(dan)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，也(ye)易使焊(han)(han)(han)(han)(han)接接頭產生裂(lie)紋。
這三種不同牌號的(de)不銹鋼焊條(tiao)，其焊條(tiao)熔敷金屬(shu)的(de)鉻鎳當量見表5-4。
綜上(shang)分析，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)12Cr18Ni9不(bu)銹鋼(gang)與(yu)Q235鋼(gang)時，若(ruo)不(bu)加填充金(jin)屬(shu)(shu)或用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)采用A102焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)不(bu)可避免地要出現脆硬的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，導致焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)產生(sheng)裂(lie)紋。用A307焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)熔(rong)合比要控制在30％以(yi)(yi)下，才(cai)能獲(huo)得較為理想奧氏(shi)體(ti)＋鐵素(su)體(ti)雙相(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)。用A407焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)組(zu)織(zhi)(zhi)為單相(xiang)奧氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭也有(you)形成熱裂(lie)紋的(de)(de)傾向。根據(ju)以(yi)(yi)上(shang)分析可知，由(you)于珠光體(ti)鋼(gang)的(de)(de)稀(xi)釋作用，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)成分和組(zu)織(zhi)(zhi)會發生(sheng)很大變化。但是(shi)通過焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)的(de)(de)選擇以(yi)(yi)及對母材金(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)合比的(de)(de)控制，可以(yi)(yi)在相(xiang)當寬的(de)(de)范圍內調整焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)成分和組(zu)織(zhi)(zhi)。
2. 焊縫邊緣的(de)成分過渡層
焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)熔(rong)池(chi)邊緣，金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)在(zai)液態(tai)持續時(shi)間(jian)最短，溫(wen)度也較(jiao)熔(rong)池(chi)中(zhong)部低(di)，液體(ti)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)流動性(xing)較(jiao)差，容(rong)易結晶形成(cheng)(cheng)固態(tai)。由于珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)鋼一(yi)側(ce)與奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)接材料的(de)(de)化學成(cheng)(cheng)分和填充(chong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)不(bu)能(neng)充(chong)分混合(he)，在(zai)此(ci)側(ce)的(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)中(zhong)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)鋼所占(zhan)份額(e)增大，且越靠近熔(rong)合(he)線稀(xi)釋(shi)程度就越大。而在(zai)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)熔(rong)池(chi)中(zhong)心，其稀(xi)釋(shi)程度就小(xiao)。這樣(yang)，在(zai)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)鋼與奧(ao)(ao)氏體(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)接時(shi)，相鄰珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)一(yi)側(ce)熔(rong)合(he)線的(de)(de)焊(han)(han)縫中(zhong)存在(zai)一(yi)個成(cheng)(cheng)分梯度很大的(de)(de)過渡(du)層(ceng)。在(zai)過渡(du)層(ceng)中(zhong)存在(zai)一(yi)層(ceng)馬氏體(ti)組(zu)織，硬(ying)(ying)度很高(gao)，形成(cheng)(cheng)一(yi)個高(gao)硬(ying)(ying)度的(de)(de)馬氏體(ti)脆性(xing)層(ceng)，有可能(neng)使(shi)熔(rong)合(he)區遭到破(po)壞，降低(di)了焊(han)(han)接結構的(de)(de)可靠性(xing)。
過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)形成(cheng)(cheng)與(yu)焊(han)接參數(shu)有很(hen)大(da)關系(xi)：當選(xuan)用大(da)的(de)熱輸入(ru)進(jin)行焊(han)接時(shi)(shi)(shi)(shi)，焊(han)接電流很(hen)大(da)，焊(han)接速(su)度(du)(du)慢，焊(han)縫(feng)金屬(shu)熔(rong)池邊(bian)緣高溫(wen)停(ting)留時(shi)(shi)(shi)(shi)間延長。增(zeng)加熔(rong)池邊(bian)緣高溫(wen)停(ting)留時(shi)(shi)(shi)(shi)間，有助于(yu)增(zeng)加熔(rong)池邊(bian)緣液態金屬(shu)的(de)流動性(xing)(xing)和(he)拌攪作(zuo)用，使過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)寬(kuan)度(du)(du)減小。同時(shi)(shi)(shi)(shi)馬氏體(ti)脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)里含鎳量(liang)有關：當過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)中w（Ni）低于(yu)5％～6％時(shi)(shi)(shi)(shi)，將產生馬氏體(ti)組織(zhi)如圖5-5所示。從圖中可以(yi)看出，脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)(du)B與(yu)焊(han)縫(feng)中鎳含量(liang)成(cheng)(cheng)反比。當填(tian)充金屬(shu)選(xuan)用H08Cr21Ni10時(shi)(shi)(shi)(shi)，脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)(du)為B1，是比較大(da)的(de)；當采(cai)用Cr15Ni25Mo6 填(tian)充金屬(shu)時(shi)(shi)(shi)(shi)，此時(shi)(shi)(shi)(shi)脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)(du)縮(suo)小到B3；當使用鎳基焊(han)接材料時(shi)(shi)(shi)(shi)，脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)(ceng)將會完全(quan)消失。
3. 熔(rong)合區(qu)的碳擴散
奧氏(shi)體(ti)(ti)型不(bu)銹鋼(gang)與珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)焊(han)成(cheng)焊(han)接接頭，在(zai)焊(han)后熱(re)處理或高溫運行服役時，其熔合區附近會發(fa)生(sheng)碳(tan)由(you)珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)母材(cai)向奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)縫的擴(kuo)散(san)。在(zai)碳(tan)化物形成(cheng)元(yuan)素含量(liang)低的珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)一側(ce)(ce)產生(sheng)脫碳(tan)層(ceng)，而相鄰的奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)縫一側(ce)(ce)產生(sheng)增(zeng)碳(tan)層(ceng)。
碳擴散(san)的(de)結果，熔合區的(de)珠(zhu)光體(ti)組織由于碳含量降低而轉變為(wei)鐵素體(ti)組織導(dao)致軟化，且在高(gao)溫的(de)長(chang)(chang)時(shi)(shi)間作用下，鐵素體(ti)晶粒還(huan)會顯(xian)著地長(chang)(chang)大(da)；同(tong)時(shi)(shi)增碳層(ceng)中的(de)碳化物也變得粗大(da)，硬(ying)度非常高(gao)。焊(han)接(jie)接(jie)頭在這(zhe)種(zhong)軟硬(ying)交(jiao)接(jie)層(ceng)的(de)抗蠕變性能大(da)大(da)降低，在高(gao)溫下長(chang)(chang)時(shi)(shi)間服役，交(jiao)接(jie)處(chu)會出(chu)現蠕變孔洞并逐(zhu)漸發展成為(wei)顯(xian)微裂(lie)紋，最(zui)后導(dao)致焊(han)接(jie)接(jie)頭斷(duan)裂(lie)失效(xiao)。
此(ci)外，若(ruo)提(ti)高奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)與珠光(guang)體鋼(gang)焊縫(feng)中(zhong)的鎳含量(liang)，就可以減(jian)輕(qing)碳(tan)從珠光(guang)體鋼(gang)母材向奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)焊縫(feng)金屬(shu)中(zhong)的擴散(san)(san)遷(qian)(qian)移。若(ruo)選用鎳基合(he)金作為(wei)填充金屬(shu)，這種碳(tan)的擴散(san)(san)遷(qian)(qian)移就不(bu)存(cun)在。
4. 熔合區的熱應力
焊(han)(han)(han)態的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)通(tong)常都(dou)存很大(da)(da)的(de)(de)殘余應(ying)力(li)，焊(han)(han)(han)縫及其附(fu)近(jin)的(de)(de)金(jin)屬(shu)處于拉應(ying)力(li)狀態，其余部分的(de)(de)金(jin)屬(shu)受到壓(ya)應(ying)力(li)的(de)(de)作用(yong)。然而在異種(zhong)鋼接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)中(zhong)，由于奧氏體不銹鋼的(de)(de)線脹系(xi)數(shu)比珠光(guang)體鋼大(da)(da)，從而導(dao)致焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)殘余應(ying)力(li)增大(da)(da)。這樣，異種(zhong)鋼接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)在高溫下長時間運行期(qi)間，更突出的(de)(de)表現(xian)在運行溫度波動（特別是開、停車）時，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)處于熱疲勞(lao)狀態。如果采用(yong)鎳基合(he)金(jin)作為填充材料，由于鎳基合(he)金(jin)的(de)(de)熱脹系(xi)數(shu)與珠光(guang)體鋼相近(jin)，在珠光(guang)體鋼母材一側(ce)，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)力(li)就可能(neng)減少。
根(gen)據以上分析可見，以奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)為填充金屬焊接奧氏(shi)體-珠光體異種(zhong)材料副(fu)時，成分不均(jun)勻所導致的脆性過(guo)渡層(ceng)、碳(tan)擴(kuo)散(san)問(wen)題以及(ji)膨脹系(xi)數所導致的溫(wen)度(du)差應力和變溫(wen)疲勞(lao)問(wen)題均(jun)發生(sheng)在珠光體鋼(gang)(gang)一側焊縫的熔合區，因而成為矛盾的焦點(dian)。大量(liang)的失效案例(li)均(jun)證(zheng)明(ming)了(le)這一點(dian)。
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。
