鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼小,再加之硫、磷等雜質在鐵素體中溶解度大,硅、鈮等是鐵素體形成元素,因此,焊縫結晶時不易形成低熔點共晶,熱裂傾向比奧氏體不銹鋼小得多,同時焊接熱影響區超過臨界溫度的區域形成馬氏體的量也極少,因此淬硬傾向也很小,所以,鐵素體不銹鋼比馬氏體不銹鋼的延遲裂紋敏感性小,可以說其工藝焊接性是好的。


  鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼為(wei)鐵-鉻-碳三(san)元合金,由鉻以(yi)及諸如(ru)鋁(lv)、鈮、鉬及鈦(tai)等(deng)添加元素來防止在焊(han)接(jie)受熱(re)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)形成(cheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)。因此,鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在焊(han)后冷(leng)卻過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)不(bu)會出現奧(ao)氏(shi)體(ti)向馬氏(shi)體(ti)轉變的淬硬現象。但焊(han)接(jie)熱(re)所形成(cheng)的熱(re)影響(xiang)區(qu)近縫(feng)帶(dai),由于(yu)高溫而促成(cheng)鐵素體(ti)晶粒粗大,明顯(xian)地降低了接(jie)頭(tou)的韌性(xing),并且不(bu)可(ke)能直接(jie)用熱(re)處(chu)理(li)的方法來改善。這就是鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)中(zhong)(zhong)最(zui)為(wei)困難之(zhi)處(chu)。


 現在鐵素體不銹鋼已發展到了第三代品種。第一代是完全依靠鉻作為鐵素體穩定元素,而含碳量又偏高,因此在焊接之后若不再進行熱處理,必然會產生晶間腐蝕。而且這第一代鋼的韌性都偏低,其代表性鋼號為430、442及446.第二代品種為405與409,它們的鉻與碳含量下降了,而加了強烈的鐵素體形成劑,如405是加入鋁,409加入鈦。第二代鐵素體不銹鋼除了在韌性方面與第一代相差不大之外,在工藝性能、固碳(鈦及鈮與碳反應形成TiC及NbC)以減少固溶體中碳含量、耐腐蝕性方面,以及在降低成本上,皆比上一代優越。第三代的鐵素體不銹鋼,則以改進冶煉方法來生產超低碳和超低氮含量的、可用大噸位爐子冶煉的、采用較少間隙固溶元素的鋼種,以444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為代表。當這些鋼中再加人強烈碳化物形成劑,如鈦與鈮,則可在焊后不進行熱處理,也不會有晶間腐蝕出現。此外,這第三代鋼的韌性大大改善,對點狀腐蝕也具有良好的抵抗能力,包括抗應力腐蝕能力。


 鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)脆化(hua)(hua)(hua),是這(zhe)類(lei)鋼(gang)使用(yong)受到(dao)限制(zhi)的(de)主要(yao)(yao)原因。鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)脆化(hua)(hua)(hua),主要(yao)(yao)的(de)問題是同質焊(han)(han)縫(feng)及(ji)熱影(ying)響區(qu)在(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中碳、氮化(hua)(hua)(hua)合(he)物析出(chu)和(he)晶粒長大的(de)作用(yong),特別是碳、氮化(hua)(hua)(hua)合(he)物的(de)析出(chu),而且幾乎不可能通過熱處理加以(yi)消(xiao)除。而高(gao)純(chun)度(du)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)很(hen)大程度(du)上消(xiao)除了(le)焊(han)(han)縫(feng)及(ji)熱影(ying)響區(qu)中的(de)碳、氮化(hua)(hua)(hua)合(he)物,極大地改善(shan)了(le)焊(han)(han)接(jie)(jie)性,其焊(han)(han)接(jie)(jie)結構得(de)到(dao)越來越廣泛的(de)使用(yong)。


  晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是普通鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)又一主要問題。由于碳(tan)、氮(dan)在(zai)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)溶解度(du)(du)很(hen)低,在(zai)950℃以后迅速析出(chu)(chu)。因此(ci),同(tong)(tong)質焊(han)(han)材的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫和(he)熱(re)影響(xiang)區(qu)在(zai)焊(han)(han)后冷卻過(guo)程中就會(hui)析出(chu)(chu)碳(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu),除了引(yin)起脆化(hua)(hua)(hua)外(wai)還會(hui)引(yin)起晶(jing)界貧(pin)(pin)鉻(ge)和(he)提高(gao)晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)感性,在(zai)強氧化(hua)(hua)(hua)介質中發(fa)生晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。與奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)是鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)(hua)溫度(du)(du)較高(gao),在(zai)950℃以上。因此(ci),在(zai)熱(re)影響(xiang)區(qu)產生晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)部位更靠近熔合線。鉻(ge)在(zai)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)擴(kuo)散速度(du)(du)遠比在(zai)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中快(kuai),所以只需700℃~900℃的(de)(de)(de)范圍內(nei)短(duan)時間保溫,使鉻(ge)向貧(pin)(pin)鉻(ge)區(qu)擴(kuo)散,即可消(xiao)除碳(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)析出(chu)(chu)引(yin)起的(de)(de)(de)晶(jing)界貧(pin)(pin)鉻(ge),恢復焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能。