奧氏體不銹鋼(gang)與低(di)碳或低(di)合金鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)是最常(chang)見的異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)。這種(zhong)異種(zhong)鋼(gang)接(jie)(jie)頭(tou)使(shi)用環境(jing)也特別復(fu)雜，有(you)的是在低(di)溫(wen)環境(jing)下(xia)使(shi)用，有(you)的在高(gao)溫(wen)下(xia)使(shi)用；有(you)的要求耐(nai)腐(fu)蝕，有(you)時(shi)則要求耐(nai)疲(pi)勞，這些都要求在選擇焊(han)接(jie)(jie)材料和焊(han)接(jie)(jie)工藝時(shi)必須(xu)認真考慮。


1. 稀釋問題


  在異種(zhong)鋼的(de)(de)焊(han)接過程(cheng)中(zhong)，由于(yu)基(ji)體金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)熔(rong)化而使焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)受(shou)到稀釋，焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)成(cheng)分(fen)是由填充金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)成(cheng)分(fen)、母材(cai)成(cheng)分(fen)及(ji)熔(rong)合(he)比確定的(de)(de)，這樣可以(yi)在不銹鋼織圖(tu)上（舍夫勒(le)組(zu)織圖(tu)）大(da)致(zhi)預測出焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)組(zu)織狀(zhuang)態(tai)，也能(neng)大(da)致(zhi)知道焊(han)縫(feng)的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)，保證接頭的(de)(de)機械性(xing)(xing)能(neng)和抗裂性(xing)(xing)能(neng)。


2. 熔合區(qu)的塑性


  奧氏體不銹鋼(gang)與低碳或低合金鋼焊接時，一般選擇奧氏體焊縫金屬。由于稀釋作用，往往會在過渡區產生脆性的馬氏體組織，即在焊縫金屬中靠近母材一側熔合區附近存在一個窄的低塑性帶。低塑性帶的化學成分和組織均不同于焊縫的其他部位，寬度一般為0.2~0.6mm,位置在熔合區中靠熔合線的邊緣。熔合區的寬度隨填充金屬的種類不同而不同（見表4-1)。熔合區中低塑性的馬氏體組織存在，明顯地降低接頭的沖擊韌性，對于在低溫下工作和承受沖擊載荷的異種鋼接頭，應選用鎳基合金材料作為填充金屬，以減少熔合區的脆性馬氏體層的寬度和熔合線附近沖擊韌性的降低幅度。


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3. 碳的擴散


  前面已經提及的(de)異種接頭，在焊(han)后熱(re)處理(li)或高溫環(huan)境(jing)中(zhong)使用時(shi)，由于兩側(ce)強碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元素(su)含(han)量(liang)和(he)組織的(de)不同而產生碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)遷移(yi)。在低碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)或低合金鋼(gang)一側(ce)形(xing)成(cheng)脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，由于碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)減(jian)少(shao)，將(jiang)變成(cheng)鐵素(su)體(ti)組織而軟(ruan)化(hua)(hua)，同時(shi)促使脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)區的(de)晶粒(li)長大，沿(yan)熔合線形(xing)成(cheng)一層(ceng)粗(cu)晶粒(li)區。在焊(han)縫(feng)一側(ce)形(xing)成(cheng)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，除一部分(fen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)溶入基體(ti)以外，剩余的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)元素(su)則以鉻(ge)的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)形(xing)態析(xi)出，使組織硬(ying)化(hua)(hua)。研究(jiu)表明：焊(han)縫(feng)金屬中(zhong)含(han)鎳量(liang)的(de)提高，脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)寬(kuan)度減(jian)小。當(dang)含(han)鎳量(liang)提高到25%時(shi)，脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)寬(kuan)度的(de)減(jian)小將(jiang)十分(fen)顯著。


  碳(tan)的(de)(de)擴散(san)遷移對(dui)接(jie)頭的(de)(de)常溫(wen)和高溫(wen)瞬時(shi)強(qiang)度不(bu)良(liang)影(ying)響比較小，但對(dui)持(chi)久強(qiang)度和疲(pi)勞極限的(de)(de)影(ying)響較大(da)，而(er)且斷(duan)裂部位大(da)部分發(fa)生在熔(rong)合區的(de)(de)脫(tuo)碳(tan)層上。隨(sui)著碳(tan)擴散(san)的(de)(de)發(fa)展、接(jie)頭在熔(rong)合區發(fa)生脆(cui)性斷(duan)裂的(de)(de)傾向(xiang)增大(da)。


4. 熱應(ying)力(li)及其影響


  奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)熱(re)(re)膨脹系數比低(di)(di)碳或(huo)低(di)(di)合金鋼(gang)(gang)大(da)30%~60%,導熱(re)(re)系數卻只有(you)低(di)(di)碳或(huo)低(di)(di)合金鋼(gang)(gang)的30%~40%.這(zhe)樣兩種材料(liao)的接(jie)頭，焊后會引起熱(re)(re)應力(li)。而這(zhe)種熱(re)(re)應力(li)是不(bu)可能通過熱(re)(re)處理來消除的，這(zhe)種永(yong)存(cun)的熱(re)(re)應力(li)對接(jie)頭性能影響(xiang)很大(da)。


  奧氏體(ti)不銹鋼(gang)與(yu)低(di)碳(tan)(tan)或(huo)(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)異(yi)種材料的(de)(de)接頭(tou)在周(zhou)期性(xing)加熱和冷(leng)卻條件下工作(zuo)時(shi)，接頭(tou)承受著嚴重的(de)(de)熱應變應力(li)(li)，由(you)于低(di)碳(tan)(tan)或(huo)(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)一側的(de)(de)熔合(he)區或(huo)(huo)熱影響(xiang)區韌(ren)性(xing)相對較差，所以(yi)很容易沿這一側熔合(he)線產生(sheng)(sheng)熱疲勞裂紋。熱疲勞裂紋會在熱應力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用(yong)下，沿著弱化的(de)(de)脫碳(tan)(tan)層(ceng)擴展而(er)(er)導致接頭(tou)破壞。由(you)于鎳(nie)基合(he)金的(de)(de)熱膨脹系數(shu)(shu)介于奧氏體(ti)鋼(gang)與(yu)低(di)碳(tan)(tan)或(huo)(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)之間，這樣就減弱了接頭(tou)因(yin)熱膨脹系數(shu)(shu)不同(tong)而(er)(er)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)應力(li)(li)。因(yin)此(ci)，在接頭(tou)性(xing)能要求高的(de)(de)情況下，采(cai)用(yong)鎳(nie)基合(he)金焊接材料改(gai)善接頭(tou)性(xing)能是非常(chang)有效的(de)(de)。