鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏體不銹鋼小,再加之磷、硫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(xiu)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。


 鐵素體不(bu)銹鋼(gang)為Fe-Cr-C三元(yuan)合金,由碳以(yi)及(ji)諸(zhu)如(ru)Al、Nb、Mo及(ji)Ti等添(tian)加元(yuan)素來(lai)防止(zhi)在焊接(jie)受熱過(guo)程(cheng)中形(xing)成奧(ao)(ao)氏體。因(yin)此,鐵索體不(bu)銹鋼(gang)在焊后(hou)冷卻過(guo)程(cheng)中不(bu)會出現奧(ao)(ao)氏體向馬氏體轉(zhuan)變的(de)淬硬現象。但焊接(jie)熱所形(xing)成的(de)熱影響區近縫帶(dai),由于高(gao)溫而促成鐵素體晶粒(li)粗大,明顯地(di)降(jiang)低了接(jie)頭的(de)韌(ren)性,并且不(bu)可能直接(jie)用熱處理的(de)方法來(lai)改善。這就是鐵素體不(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)中最為困難(nan)之處。


 現(xian)(xian)在(zai)(zai)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼已發展到了(le)第(di)(di)(di)三代(dai)品種(zhong)。第(di)(di)(di)一代(dai)是完全依靠鉻作為鐵(tie)素體(ti)(ti)穩(wen)定元(yuan)素,而(er)含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量(liang)又偏高,因此(ci)在(zai)(zai)焊接(jie)之后若(ruo)不再(zai)進行熱處理(li),必然(ran)會(hui)產(chan)生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。而(er)且這(zhe)第(di)(di)(di)一代(dai)鋼的(de)韌(ren)性都(dou)偏低,其代(dai)表性鋼號為10Cr17(430)及 16Cr2N(446).第(di)(di)(di)二代(dai)品種(zhong)為06Cr13Al(405)與(yu)06Cr11Ti(409),其中(zhong)鉻與(yu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量(liang)下降(jiang),增加(jia)了(le)強烈的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)形成劑,如06Cr13A1(405)中(zhong)加(jia)人 Al,06Cr11Ti(409)加(jia)入鈦(tai)。第(di)(di)(di)二代(dai)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼除了(le)在(zai)(zai)韌(ren)性方面與(yu)第(di)(di)(di)一代(dai)相(xiang)差不大之外,在(zai)(zai)工藝性能、固碳(tan)(tan)(tan)(tan)(Ti及Nb與(yu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)反(fan)應(ying)形成TiC及NbC)以(yi)減少固溶(rong)(rong)體(ti)(ti)中(zhong)碳(tan)(tan)(tan)(tan)含量(liang)、耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性方面,以(yi)及在(zai)(zai)降(jiang)低成本上,皆比上一代(dai)優越(yue)。第(di)(di)(di)三代(dai)的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼,則(ze)以(yi)改(gai)進冶煉(lian)方法(fa)來(lai)生(sheng)產(chan)超低碳(tan)(tan)(tan)(tan)和(he)超低氮含量(liang)的(de)、可用大噸位爐子冶煉(lian)的(de)、采用較少間(jian)隙(xi)固溶(rong)(rong)元(yuan)素的(de)鋼種(zhong),以(yi)444(18Cr-2Mo)與(yu)26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)表。當這(zhe)些(xie)鋼中(zhong)再(zai)加(jia)入強烈碳(tan)(tan)(tan)(tan)化物形成劑,如鈦(tai)與(yu)鈮,則(ze)可在(zai)(zai)焊后不進行熱處理(li),也不會(hui)有晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)出現(xian)(xian)。此(ci)外,第(di)(di)(di)三代(dai)鋼的(de)韌(ren)性大大改(gai)善,對點狀腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)也具有良好的(de)抵(di)抗能力(li)(li),包括抗應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能力(li)(li)。


 鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化,是這類鋼使用受到限制的主要原因。鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化,主要的問題是同質焊縫及熱影響區,在焊接過程中碳、氮(dan)化合物析出和晶粒長大的作用,特別是碳、氮化合物的析出,而且幾乎不可能通過熱處理加以消除。而高線度鐵素體不銹鋼在很大程度上消除了焊縫及熱影響區中的碳、氮(dan)化合物,極大地改善了焊接性,其焊接結構得到靜越一運的使用。


 晶間腐蝕是普通鐵素體不銹鋼的又一主要問題。由于碳、氮在鐵素體不銹鋼中的溶解度很低,在950℃以后迅速析出。因此,同質焊材的焊縫和熱影響區在焊后冷卻過程中就會析出碳、氮化合物,除了引起脆化外還會引起晶界貧鉻和提高晶間腐蝕敏感性,在強氧化介質中發生晶間腐蝕。與奧氏體不銹鋼不同的是鐵素體不銹鋼的敏化溫度較高(950℃以上),因此,在熱影響區產生晶間腐蝕的部位更靠近熔合線。鉻在鐵素體不銹鋼中的擴散速度,遠比在奧氏體不銹鋼中快。所以,只需在700~900℃范圍內短時間保溫,使鉻向貧鉻區擴散,即可消除碳、氮(dan)化合物析出引起的晶界貧鉻,恢復焊接接頭的耐腐蝕性能。