奧氏體不銹鋼是使用最為廣泛的不銹鋼，這和它具有良好的機械性能、耐腐蝕性能，其焊接性在高合金鋼中被認為是最好有關。鉻-鎳奧氏體不銹鋼(gang)具有(you)良好的焊(han)(han)接性，無(wu)淬(cui)硬(ying)性，因(yin)而在(zai)(zai)熱影響區內無(wu)淬(cui)硬(ying)現象，同時也無(wu)晶粒粗大(da)化現象。但(dan)在(zai)(zai)焊(han)(han)接中存在(zai)(zai)以下問題(ti)：


  奧氏體(ti)不(bu)銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐蝕的情況：焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀狀腐蝕。關于奧氏體鋼晶間腐蝕的機理，一般用“貧鉻”理論來解釋。在固溶狀態下，奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中，過飽和的碳將以Cr23C6的形式沿晶界析出。由于Cr23C6中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量，因而使得晶界附近的含鉻量顯著下降，晶內的鉻原子又來不及擴散及時補充，故形成貧鉻層（Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內低得多，在腐蝕介質的作用下，電極電位低的晶界將成為陽極，而被腐蝕溶解。


①. 焊縫晶(jing)間(jian)腐蝕和母材上敏化溫度區(qu)腐蝕


  18-8型不銹鋼在450~850℃溫度加熱時(shi)，具有晶間腐蝕傾向，這(zhe)一溫度范圍稱為敏化溫度區(qu)間。


  焊(han)(han)縫晶間(jian)腐蝕可有兩種情(qing)況：一種情(qing)況為焊(han)(han)接(jie)線(xian)能量過大或(huo)多(duo)層(ceng)焊(han)(han)時(shi)焊(han)(han)縫金(jin)屬在(zai)敏化溫度區間(jian)停(ting)留時(shi)間(jian)過長所引起，即焊(han)(han)接(jie)狀態下已有碳(tan)化鉻析出而形成貧鉻層(ceng)；另一種情(qing)況是焊(han)(han)接(jie)狀態下耐蝕性良好，焊(han)(han)后經受了敏化加熱的作用，因而具(ju)有晶間(jian)腐蝕傾(qing)向。


  熱(re)(re)影(ying)響區、敏化(hua)區的晶(jing)間腐蝕(shi)傾向也是由于(yu)形成貧鉻層(ceng)所致。但(dan)因為(wei)(wei)焊接(jie)熱(re)(re)循環具有快速連續加熱(re)(re)的特點，碳(tan)化(hua)鉻的析出(chu)需要(yao)在更高(gao)的溫(wen)度(du)(du)下(xia)才能(neng)較快進行，因此，焊接(jie)接(jie)頭的敏化(hua)區溫(wen)度(du)(du)范圍為(wei)(wei)600~1000℃,要(yao)比平衡加熱(re)(re)條件(jian)下(xia)的敏化(hua)區溫(wen)度(du)(du)（450~850℃)高(gao)。


焊縫和熱影響區(qu)晶(jing)間腐(fu)蝕傾向與含碳量、加熱溫度和保溫時(shi)間等因素(su)有(you)關。因此，為提高焊接接頭抗晶(jing)腐(fu)蝕能(neng)力，一(yi)般宜(yi)采取以(yi)下措施：


  a. 減小母材及焊縫中的含碳量，使加熱時減少或避免Cr23C6析出，可以消除產生貧鉻層的機會。例如，超低碳（C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低，具有優良的抗蝕性能，但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。


  b. 在鋼中添(tian)加穩定(ding)化(hua)元素 Ti、Nb等(deng)，使之(zhi)優先(xian)形成MC,而避免形成貧鉻層(ceng)。


  c. 使焊(han)縫形成(cheng)(cheng)奧氏(shi)體加少(shao)量鐵(tie)素(su)體的(de)(de)雙相組織。當(dang)焊(han)縫中(zhong)存在(zai)(zai)一定數量的(de)(de)鐵(tie)素(su)體時，可(ke)以細(xi)化晶(jing)粒，增(zeng)加晶(jing)界面積，使晶(jing)界單(dan)位(wei)面積上(shang)的(de)(de)碳化鉻(ge)(ge)析出量減少(shao)，減輕貧鉻(ge)(ge)程度。鉻(ge)(ge)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體中(zhong)溶解度較大，Cr23C6優先(xian)在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體中(zhong)形成(cheng)(cheng)，而不致(zhi)使奧氏(shi)體晶(jing)界貧鉻(ge)(ge)；此外，散在(zai)(zai)奧氏(shi)體之間(jian)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體，還可(ke)能防止腐蝕沿晶(jing)界向內部(bu)擴展(zhan)。


  d. 控制在敏(min)化溫度(du)區間(jian)的停留(liu)(liu)時(shi)間(jian)。調整(zheng)焊接(jie)熱(re)循(xun)環(huan)，盡可能縮短600℃以上(shang)的高溫停留(liu)(liu)時(shi)間(jian)，以防止焊縫及熱(re)影響區大量析出碳化鉻(ge)。如選擇(ze)能量密度(du)高的焊接(jie)方(fang)法（如等(deng)離子弧(hu)焊），選用(yong)較(jiao)小的焊接(jie)線能量，焊縫背面通氬氣或(huo)采用(yong)銅墊(dian)增加(jia)焊接(jie)接(jie)頭的冷卻速度(du)，減少起弧(hu)、收弧(hu)次數以避免重復加(jia)熱(re)，多層焊時(shi)與腐(fu)蝕(shi)介質的接(jie)觸(chu)面盡可能最后施焊等(deng)，均(jun)可以減少接(jie)頭的晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向(xiang)。



 e. 焊后進行固溶處理或穩定化退火。固溶處理可使已析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中，但一般只適用于較小的工件。穩定化退火是將工件加熱到850~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出，并促使鉻加速擴散而消除貧鉻區。



②. 焊接(jie)接(jie)頭的(de)刀狀腐蝕


  刀狀(zhuang)腐蝕(shi)簡稱刀蝕，它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕，只發生在含有穩定劑的奧氏體鋼（如06Cr18Ni11Ti、06Cr17Ni12Mo3Ti等）的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區的過熱區，沿熔合線發展，開始寬度僅3~5個晶粒，逐步擴大至1.0~1.5mm.因形狀如刀刃，故稱刀狀腐蝕。


  高溫過熱和中溫敏化是導致焊接接頭產生刀蝕的重要條件。含有穩定劑的奧氏體鋼，一般以固溶狀態供貨，此時鋼中少部分的碳固溶于奧氏體，其余大部分碳則形成TiC或NbC.焊接時，在溫度超過1200℃的過熱區中，這些碳化物將溶人固溶體。由于碳的擴散能力較強，在冷卻過程中將偏聚在晶界形成過飽和狀態，而鈦則因擴散能力低而留于晶內。當焊接接頭在敏化溫度區間再次加熱時，過飽和的碳將在晶間以Cr23C6形式析出，在晶界形成貧鉻層，使焊接接頭抗蝕性能降低。從以上分析可知，刀狀腐蝕的形成根源也在于晶間形成貧鉻層。


  防止刀口腐蝕的措施如下(xia)：


 a. 降低含碳量


  這(zhe)是防止刀(dao)狀腐蝕(shi)的(de)很有效(xiao)的(de)措施。對于(yu)含(han)有穩定化(hua)元素(su)的(de)不銹鋼，含(han)碳量最好不超過0.06%。


b. 采用(yong)合(he)理的(de)焊接工(gong)藝


  盡量(liang)選擇較小(xiao)的線能(neng)(neng)量(liang)，以減少過(guo)熱(re)(re)區(qu)在高(gao)溫停留(liu)時(shi)間(jian)，注意避(bi)免(mian)在焊(han)接(jie)過(guo)程產生(sheng)“中(zhong)溫敏化”的效(xiao)果。因此雙面焊(han)時(shi)，與(yu)腐蝕介質接(jie)觸的焊(han)縫(feng)應最后施(shi)焊(han)（這是大直(zhi)徑(jing)厚壁焊(han)內焊(han)在外焊(han)之后再進行的原(yuan)因所在），如不能(neng)(neng)實施(shi)，則應調(diao)整焊(han)接(jie)規范及(ji)焊(han)縫(feng)形狀，焊(han)管內焊(han)，應盡量(liang)避(bi)免(mian)與(yu)腐蝕介質接(jie)觸的過(guo)熱(re)(re)區(qu)再次受到(dao)敏化加熱(re)(re)。


 焊(han)后熱處理(li)。焊(han)后進行固溶或穩定(ding)化處理(li)，均(jun)能提高接頭的抗刀狀(zhuang)腐蝕能力。