在動力裝置、石油化工和造紙設備中，有許多焊接結構是奧氏體不銹(xiu)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(xiu)鋼材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異種(zhong)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)，每一種(zhong)（側）母(mu)(mu)材(cai)受(shou)到(dao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接熱循環而(er)發生(sheng)的(de)組織轉變以及隨之可(ke)能出現的(de)各種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接問題(ti)，如淬火(huo)硬化(hua)、退火(huo)或回火(huo)軟(ruan)化(hua)、冷裂紋、再(zai)熱裂紋、液(ye)化(hua)裂紋等，都和(he)同(tong)種(zhong)材(cai)料焊(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)基(ji)本相同(tong)，因此在此不再(zai)重復(fu)。以下所(suo)要討(tao)論的(de)異種(zhong)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接性(xing)問題(ti)只是集中于焊(han)(han)(han)(han)(han)縫和(he)熔(rong)合區。因為這里的(de)金屬成分(fen)(fen)組成十(shi)分(fen)(fen)復(fu)雜，受(shou)到(dao)兩種(zhong)不同(tong)成分(fen)(fen)的(de)母(mu)(mu)材(cai)和(he)第(di)三種(zhong)成分(fen)(fen)的(de)填充材(cai)料的(de)共同(tong)制(zhi)約，且(qie)又受(shou)到(dao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接工藝的(de)強烈影響(xiang)。
1. 焊縫(feng)的成分、相(xiang)組成及(ji)其調控
奧氏體不銹鋼(gang)（A）與珠光(guang)體鋼(gang)（B）焊(han)接時，焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬平均成分由兩種不同(tong)類型的母材(cai)(cai)（A和(he)(he)B）同(tong)填充金(jin)(jin)屬（C）混合所組(zu)成。由于(yu)珠光(guang)體鋼(gang)中不含(han)有(you)或(huo)僅含(han)有(you)少量的合金(jin)(jin)元素，若它溶入焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的份額增大，則會沖淡(dan)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的合金(jin)(jin)濃度，從而(er)改變焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的化(hua)學成分和(he)(he)組(zu)織狀態，這種現象稱為母材(cai)(cai)對(dui)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的稀(xi)釋(shi)作用。
對于奧(ao)氏體(ti)型不銹鋼與(yu)珠光體(ti)鋼的焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)，希望(wang)母(mu)材在焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬中(zhong)所(suo)占比例要(yao)小，即稀(xi)釋(shi)度小一些(xie)而且(qie)要(yao)求熔合比穩定，其目的是(shi)減少焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)裂紋，保證(zheng)焊(han)接(jie)接(jie)頭的性能。影響(xiang)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)稀(xi)釋(shi)程(cheng)度的因素很多(duo)，有焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)形狀、焊(han)接(jie)電流、電弧電壓、焊(han)接(jie)速(su)度等。焊(han)接(jie)方法不同(tong)對焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)稀(xi)釋(shi)程(cheng)度影響(xiang)很大，圖5-3所(suo)示列出(chu)了幾(ji)種焊(han)接(jie)方法可獲得(de)熔合比的范(fan)圍。
在Q235鋼(gang)與12Cr18Ni9 不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)，如果(guo)由于焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)過分稀釋(shi)，可(ke)使焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)熔(rong)合比（％）奧氏體(ti)形成(cheng)元素不足，結(jie)果(guo)在焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)出(chu)現(xian)馬氏圖5-3 焊(han)(han)接(jie)方法(fa)對(dui)熔(rong)合比的(de)(de)(de)影響(xiang)體(ti)組織，使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)脆性增大，導致焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭形成(cheng)裂紋。可(ke)以借助于圖5-4不銹鋼(gang)（舍夫(fu)勒(le)）組織圖來討論分析，首先將鋼(gang)的(de)(de)(de)各合金(jin)元素含量按下列公式折算成(cheng)鉻當量和鎳當量：鉻當量Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳當量Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再在圖5-4找出(chu)相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)點，即可(ke)知該(gai)鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)正常冷(leng)卻組織中(zhong)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)組成(cheng)。
例如(ru)，12Cr18Ni9鋼(gang)(gang)與Q235鋼(gang)(gang)沒有(you)焊接以(yi)前，經過鉻(ge)當量和鎳當量的(de)(de)計算，見表5-3。分(fen)別為(wei)圖(tu)5-4中的(de)(de)a、b兩(liang)(liang)點(dian)(dian)，如(ru)果不加填充金屬進行(xing)鎢極氬弧焊，假定這(zhe)兩(liang)(liang)種金屬熔入焊道的(de)(de)中比例各(ge)為(wei)一(yi)半(ban)，其熔合比分(fen)別是50％，則在(zai)圖(tu)5-4中可(ke)找到對應的(de)(de)f點(dian)(dian)。從(cong)圖(tu)中可(ke)以(yi)看出f點(dian)(dian)所(suo)處焊縫金屬的(de)(de)位置為(wei)馬(ma)氏體(ti)組織(zhi)。眾所(suo)周知，馬(ma)氏體(ti)組織(zhi)是一(yi)個又脆又硬的(de)(de)組織(zhi)，容易使(shi)焊縫產生裂(lie)紋。
采用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)，對(dui)常(chang)用的(de)(de)(de)幾種(zhong)(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)進行(xing)(xing)過(guo)鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)計算(suan)，計算(suan)結(jie)果見表5-4。首先選用不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)牌號(hao)A102（E308型(xing)）作為填充(chong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)，其鉻(ge)、鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)對(dui)應于圖5-4中(zhong)c點(dian)(dian)(dian)(dian)。此焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)接這兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)材(cai)(cai)料時(shi)(shi)，假定這兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)母(mu)(mu)材(cai)(cai)熔(rong)(rong)入(ru)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)數(shu)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)(tong)，即(ji)兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)母(mu)(mu)材(cai)(cai)混合熔(rong)(rong)化后鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)仍為原來(lai)的(de)(de)(de)f點(dian)(dian)(dian)(dian)，則(ze)(ze)當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)發(fa)生變(bian)化時(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)沿fc線段(duan)各(ge)點(dian)(dian)(dian)(dian)移動而(er)變(bian)化。當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)材(cai)(cai)熔(rong)(rong)合比(bi)為40％時(shi)(shi)，即(ji)兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)母(mu)(mu)材(cai)(cai)在焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)中(zhong)各(ge)占20％的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)時(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)鉻(ge)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于g點(dian)(dian)(dian)(dian)；當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)為30％時(shi)(shi)為h點(dian)(dian)(dian)(dian)，此時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)組(zu)織(zhi)(zhi)為奧(ao)氏體(ti)＋馬氏體(ti)，焊(han)(han)(han)(han)接接頭仍有形成裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能。在完全相(xiang)(xiang)(xiang)同(tong)(tong)和(he)(he)(he)(he)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)件下，若改(gai)變(bian)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)成分，用A307牌號(hao)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)（即(ji)E309型(xing)）進行(xing)(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，則(ze)(ze)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)為圖5-4中(zhong)d點(dian)(dian)(dian)(dian)。如果母(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)為40％，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于圖5-4中(zhong)i點(dian)(dian)(dian)(dian)，此時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)接近為全部奧(ao)氏體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，也有可(ke)(ke)能產生裂(lie)紋(wen)；若熔(rong)(rong)合比(bi)為30％，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于圖5-4中(zhong)j點(dian)(dian)(dian)(dian)，此時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)含有體(ti)積分數(shu)為2％的(de)(de)(de)鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，對(dui)抗(kang)裂(lie)性(xing)和(he)(he)(he)(he)耐蝕性(xing)都是有利的(de)(de)(de)。若采用A407焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)（E310型(xing)）施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，則(ze)(ze)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉻(ge)和(he)(he)(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)為圖5-4中(zhong)e點(dian)(dian)(dian)(dian)，如果母(mu)(mu)材(cai)(cai)熔(rong)(rong)合比(bi)仍為30％～40％（即(ji)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)位于圖5-4中(zhong)fe線段(duan)中(zhong)k、l兩(liang)點(dian)(dian)(dian)(dian)），焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)為單相(xiang)(xiang)(xiang)奧(ao)氏體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)，也易(yi)使焊(han)(han)(han)(han)接接頭產生裂(lie)紋(wen)。
這三種不同牌(pai)號的(de)不銹鋼焊(han)條，其焊(han)條熔敷(fu)金屬的(de)鉻鎳(nie)當量見表5-4。
綜上(shang)分(fen)析，焊(han)(han)(han)(han)(han)接12Cr18Ni9不銹鋼與Q235鋼時，若不加(jia)填充(chong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)或用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)采用(yong)A102焊(han)(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)不可避(bi)免地要出現脆硬的(de)馬氏體(ti)(ti)組織，導(dao)致焊(han)(han)(han)(han)(han)縫產生(sheng)裂(lie)紋。用(yong)A307焊(han)(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)熔合比要控制在30％以(yi)下，才能(neng)獲得較(jiao)為理想奧氏體(ti)(ti)＋鐵素體(ti)(ti)雙相組織。用(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)組織為單相奧氏體(ti)(ti)組織，焊(han)(han)(han)(han)(han)接接頭也有形成(cheng)熱裂(lie)紋的(de)傾向。根據(ju)以(yi)上(shang)分(fen)析可知，由(you)于珠光體(ti)(ti)鋼的(de)稀(xi)釋作(zuo)用(yong)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)分(fen)和組織會發生(sheng)很大變(bian)化。但是通過(guo)焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法和焊(han)(han)(han)(han)(han)接材料的(de)選擇(ze)以(yi)及對母材金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔合比的(de)控制，可以(yi)在相當寬的(de)范(fan)圍內調整焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)成(cheng)分(fen)和組織。
2. 焊縫邊緣的(de)成分過渡層(ceng)
焊(han)縫(feng)金屬(shu)熔(rong)(rong)池邊緣，金屬(shu)在液態持續(xu)時間最短，溫度(du)也(ye)較熔(rong)(rong)池中部低(di)，液體(ti)(ti)金屬(shu)流動性較差，容易結(jie)晶形成(cheng)(cheng)固態。由于珠(zhu)(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)一側與奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)材(cai)料的化學成(cheng)(cheng)分(fen)和填充(chong)金屬(shu)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)充(chong)分(fen)混合(he)，在此側的焊(han)縫(feng)金屬(shu)中珠(zhu)(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)所占份(fen)額增大(da)，且越靠近(jin)熔(rong)(rong)合(he)線稀釋程(cheng)度(du)就越大(da)。而在焊(han)縫(feng)金屬(shu)熔(rong)(rong)池中心，其稀釋程(cheng)度(du)就小(xiao)。這樣，在珠(zhu)(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)與奧氏體(ti)(ti)型不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)時，相鄰珠(zhu)(zhu)光體(ti)(ti)一側熔(rong)(rong)合(he)線的焊(han)縫(feng)中存(cun)在一個(ge)成(cheng)(cheng)分(fen)梯度(du)很(hen)大(da)的過渡層。在過渡層中存(cun)在一層馬(ma)氏體(ti)(ti)組織，硬(ying)度(du)很(hen)高，形成(cheng)(cheng)一個(ge)高硬(ying)度(du)的馬(ma)氏體(ti)(ti)脆性層，有可(ke)能(neng)(neng)使熔(rong)(rong)合(he)區(qu)遭到破壞，降低(di)了(le)焊(han)接(jie)結(jie)構的可(ke)靠性。
過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)的形(xing)成(cheng)與焊(han)(han)接參(can)數有很大關系(xi)：當(dang)(dang)選(xuan)用大的熱輸入進行焊(han)(han)接時(shi)，焊(han)(han)接電流很大，焊(han)(han)接速(su)度慢(man)，焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)池邊(bian)緣高溫停留時(shi)間(jian)(jian)延長。增(zeng)(zeng)加熔(rong)池邊(bian)緣高溫停留時(shi)間(jian)(jian)，有助(zhu)于增(zeng)(zeng)加熔(rong)池邊(bian)緣液態金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的流動性和拌攪作用，使(shi)(shi)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)的寬(kuan)(kuan)度減小。同時(shi)馬氏體脆(cui)性層(ceng)與過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)里含(han)鎳量(liang)有關：當(dang)(dang)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)中w（Ni）低于5％～6％時(shi)，將(jiang)產(chan)生(sheng)馬氏體組(zu)織如圖5-5所示。從(cong)圖中可以看出，脆(cui)性層(ceng)寬(kuan)(kuan)度B與焊(han)(han)縫中鎳含(han)量(liang)成(cheng)反(fan)比。當(dang)(dang)填充金(jin)(jin)(jin)屬(shu)選(xuan)用H08Cr21Ni10時(shi)，脆(cui)性層(ceng)寬(kuan)(kuan)度為B1，是(shi)比較大的；當(dang)(dang)采用Cr15Ni25Mo6 填充金(jin)(jin)(jin)屬(shu)時(shi)，此時(shi)脆(cui)性層(ceng)寬(kuan)(kuan)度縮小到(dao)B3；當(dang)(dang)使(shi)(shi)用鎳基焊(han)(han)接材料時(shi)，脆(cui)性層(ceng)將(jiang)會完全消失。
3. 熔合區的碳擴(kuo)散
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹鋼(gang)與珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)焊(han)(han)成焊(han)(han)接接頭，在焊(han)(han)后熱處理或高溫運(yun)行服役時，其熔合區附近(jin)會發(fa)生碳由珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)母材向奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)縫的擴(kuo)散。在碳化物形(xing)成元素(su)含(han)量低的珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)一側產生脫碳層，而相鄰的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)縫一側產生增碳層。
碳擴散(san)的結(jie)果，熔(rong)合區(qu)的珠光體組織(zhi)由(you)于碳含(han)量降(jiang)低(di)而轉變(bian)為鐵(tie)素體組織(zhi)導致軟(ruan)化，且(qie)在(zai)高(gao)溫的長時間作用下，鐵(tie)素體晶(jing)粒還會(hui)顯(xian)著(zhu)地(di)長大(da)；同時增(zeng)碳層中的碳化物也變(bian)得粗大(da)，硬度非常高(gao)。焊接(jie)接(jie)頭在(zai)這(zhe)種軟(ruan)硬交接(jie)層的抗蠕變(bian)性能大(da)大(da)降(jiang)低(di)，在(zai)高(gao)溫下長時間服役，交接(jie)處會(hui)出現蠕變(bian)孔洞(dong)并逐(zhu)漸發展成為顯(xian)微裂紋，最后導致焊接(jie)接(jie)頭斷(duan)裂失效。
此外，若提(ti)高奧(ao)氏體不銹鋼與珠光體鋼焊縫中(zhong)的鎳含量，就(jiu)可以減輕碳從珠光體鋼母材向奧(ao)氏體不銹鋼焊縫金屬(shu)中(zhong)的擴散遷(qian)移。若選用鎳基合金作為(wei)填充(chong)金屬(shu)，這種碳的擴散遷(qian)移就(jiu)不存在。
4. 熔合區的熱(re)應力
焊態(tai)(tai)的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)通常都存很大的(de)殘余應(ying)力(li)，焊縫及其附近的(de)金(jin)(jin)屬(shu)處(chu)(chu)于拉應(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)(tai)，其余部(bu)分的(de)金(jin)(jin)屬(shu)受到壓應(ying)力(li)的(de)作用。然而在(zai)異(yi)種鋼(gang)(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)中，由于奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)線脹(zhang)系(xi)數(shu)比珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)大，從而導致焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)殘余應(ying)力(li)增(zeng)大。這樣，異(yi)種鋼(gang)(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)高溫下長時間運(yun)行期(qi)間，更突出的(de)表現在(zai)運(yun)行溫度波動（特別是開(kai)、停車）時，焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)處(chu)(chu)于熱疲(pi)勞(lao)狀(zhuang)態(tai)(tai)。如果采(cai)用鎳(nie)基(ji)合金(jin)(jin)作為填充材(cai)料，由于鎳(nie)基(ji)合金(jin)(jin)的(de)熱脹(zhang)系(xi)數(shu)與珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)相近，在(zai)珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)母材(cai)一側，焊接(jie)(jie)(jie)殘余應(ying)力(li)就可能減少。
根據以上分(fen)析(xi)可見，以奧氏體不銹鋼為填充(chong)金屬焊接奧氏體-珠光體異種材料副時，成分(fen)不均(jun)(jun)勻所導致的脆(cui)性過渡層(ceng)、碳擴(kuo)散問題以及(ji)膨脹系數所導致的溫度差應力和變溫疲勞問題均(jun)(jun)發生(sheng)在珠光體鋼一側(ce)焊縫的熔(rong)合區，因而成為矛盾(dun)的焦點。大量的失效案例均(jun)(jun)證明(ming)了(le)這一點。
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。
