鐵素(su)體不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭的塑(su)韌(ren)性欠佳常常是這(zhe)類鋼使用(yong)受阻的原因，但焊(han)接(jie)接(jie)頭塑(su)韌(ren)性不(bu)佳除了(le)晶粒粗(cu)大和碳、氮(dan)化物析出這(zhe)一因素(su)之外，往(wang)往(wang)還與(yu)HAZ馬氏體相變、σ相析出及457℃脆化（α'析出）有關。


1. 晶粒粗大(da)和C、N化物(wu)析(xi)出的影響


  碳(tan)、氮是奧氏體形成元素，在鐵素體不銹鋼中的溶解度很低（見表2-3),隨著溫度的降低，碳、氮以極快速度和以Cr23C6、Cr7C3、Cr2N、CrN等形式在粗大晶粒的晶界析出。即使以急冷的方式亦難于防止。所以普通鐵素體不銹鋼在焊接過程中，同質焊縫和HAZ峰值溫度達到950℃以上的范圍，晶粒急劇長大的同時，隨著溫度的降低，碳(tan)、氮化物便沿著粗大晶界析出，塑韌性急劇降低。圖2-9是Cr30-Mo1鋼碳、氮對焊縫夏比沖擊值的影響。圖2-10是Cr17鋼焊縫隨碳+氮總含量增加，脆性轉變溫度（VTE)升高的情形，由圖可以看出，降低碳、氮(dan)含量對改善鐵素體不銹鋼焊接接頭的塑韌性有明顯作用。


3.jpg


2. HAZ局部馬氏體轉變引起(qi)的(de)脆性(xing)


  低(di)(di)鉻的(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼（0Cr12,0Cr13,0Cr13Al)在加熱(re)(re)到(dao)臨界溫度（A3)以上約1000℃時，單相(xiang)的(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)局部(bu)轉變為(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，冷(leng)卻到(dao)室溫時晶界會形(xing)成(cheng)部(bu)分馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)，這種少量的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)同樣(yang)會在同質焊(han)縫和(he)HAZ形(xing)成(cheng)，引(yin)起輕度的(de)塑韌降低(di)(di)，這種馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)可以通過焊(han)后熱(re)(re)處理消(xiao)除，然(ran)而如(ru)果不(bu)可能(neng)進行焊(han)后熱(re)(re)處理，則在鋼及焊(han)材中加入強鐵素(su)(su)體(ti)(ti)元素(su)(su) Ti、Al、Nb,以提(ti)高鐵素(su)(su)體(ti)(ti)組織的(de)穩定性，防止馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織的(de)形(xing)成(cheng)以及其脆(cui)化(hua)作用。


3. σ相析出引起的脆性


  鉻含(han)量(liang)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)鐵素體鋼(gang)及(ji)其焊(han)(han)縫在(zai)500~800℃范圍(wei)長時間加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)或(huo)(huo)停留，將發生(sheng)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)。σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)是一種（Fe-Cr)的(de)(de)(de)金屬(shu)間化合(he)物，其硬(ying)度(du)Hv=800~1000硬(ying)而(er)脆(cui)，增加(jia)(jia)(jia)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)脆(cui)化，Al、Si、Mo、Ti、Nb等元素的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)入，加(jia)(jia)(jia)速。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)和(he)(he)降低析(xi)出(chu)溫(wen)(wen)度(du)。但(dan)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成需要(yao)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)當長的(de)(de)(de)時間。對(dui)于普通(tong)鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說，通(tong)常的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)過程、焊(han)(han)后熱(re)(re)(re)處理都(dou)不(bu)(bu)會(hui)形(xing)(xing)成大量(liang)的(de)(de)(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)(he)明顯的(de)(de)(de)脆(cui)化，對(dui)于使(shi)用于室溫(wen)(wen)或(huo)(huo)較(jiao)低溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)結構，并不(bu)(bu)擔心。的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)和(he)(he)脆(cui)化問(wen)題。而(er)對(dui)于長期工作在(zai)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)形(xing)(xing)成溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說，σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)卻是必須重視的(de)(de)(de)問(wen)題。此外鐵素體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)及(ji)其焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭一旦出(chu)現σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，可采(cai)用加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)(re)到高(gao)于其形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)，保溫(wen)(wen)急(ji)冷(leng)，加(jia)(jia)(jia)以去(qu)除(chu)。


4. 457℃(α'析出）脆化(hua)


  鉻含量大于15%的(de)(de)鐵素體不銹鋼(gang)及同(tong)質焊縫在400~600℃停留(liu)，將發(fa)生α'的(de)(de)析出，強度(du)、硬度(du)顯著提(ti)高(gao)，韌(ren)性降低，因在457℃時(shi)α'的(de)(de)析出最迅(xun)速，故稱475℃脆(cui)化。但這種脆(cui)化現象在焊后不會立(li)即發(fa)生，只是(shi)在400~600℃范圍的(de)(de)溫(wen)度(du)下長時(shi)間(jian)停留(liu)和(he)工作的(de)(de)結構可能發(fa)生。所以應避免在這一溫(wen)度(du)的(de)(de)環境下使用。475℃脆(cui)化可通(tong)過(guo)700~800℃的(de)(de)短時(shi)間(jian)加熱(re)和(he)立(li)即水冷處理而消(xiao)除。


  綜上所述，鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化，主要的問題是同質焊縫及HAZ在焊接過程中碳、氮(dan)化物析出和晶粒長大的作用，特別是前者，而且幾乎不能通過熱處理加以消除。因此以往鐵素體不銹鋼很少用作焊接結構，而高純度鐵素體不銹鋼在很大程度上消除了焊縫HAZ的碳(tan)、氮(dan)化物，極大地改進了焊接性，其焊接結構得到越來越廣泛的使用。