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(gang)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(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)為Fe-Cr-C三(san)元(yuan)合金,由(you)碳(tan)以及(ji)諸(zhu)如Al、Nb、Mo及(ji)Ti等(deng)添加元(yuan)素來防止在(zai)焊接(jie)受熱(re)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)形成奧(ao)氏體(ti)。因此,鐵(tie)索體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)焊后冷卻過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)不會(hui)出現奧(ao)氏體(ti)向馬(ma)氏體(ti)轉變的淬硬現象。但焊接(jie)熱(re)所形成的熱(re)影響區(qu)近縫(feng)帶,由(you)于高溫而促成鐵(tie)素體(ti)晶粒粗(cu)大,明顯地降(jiang)低(di)了接(jie)頭(tou)的韌性,并且不可(ke)能直接(jie)用熱(re)處理的方法(fa)來改善(shan)。這就是鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)焊接(jie)中(zhong)(zhong)最為困難之處。


 現在(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)已發展到了第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)品種。第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)是完全依靠鉻(ge)作為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)穩定元素(su),而含(han)碳(tan)量又偏高(gao),因(yin)此(ci)在(zai)焊接之(zhi)后(hou)若(ruo)不(bu)(bu)再進(jin)行(xing)熱處理,必然會產生(sheng)晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)。而且這第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)鋼(gang)的韌性都偏低,其代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表性鋼(gang)號為(wei)10Cr17(430)及(ji) 16Cr2N(446).第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)品種為(wei)06Cr13Al(405)與06Cr11Ti(409),其中(zhong)(zhong)鉻(ge)與碳(tan)含(han)量下(xia)降,增(zeng)加(jia)了強烈的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)形成(cheng)劑(ji),如06Cr13A1(405)中(zhong)(zhong)加(jia)人(ren) Al,06Cr11Ti(409)加(jia)入(ru)(ru)鈦。第(di)(di)二代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)除(chu)了在(zai)韌性方(fang)(fang)面與第(di)(di)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)相差不(bu)(bu)大(da)(da)之(zhi)外(wai),在(zai)工藝性能、固碳(tan)(Ti及(ji)Nb與碳(tan)反應形成(cheng)TiC及(ji)NbC)以(yi)減(jian)少固溶(rong)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)碳(tan)含(han)量、耐腐蝕(shi)性方(fang)(fang)面,以(yi)及(ji)在(zai)降低成(cheng)本(ben)上(shang),皆比上(shang)一代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)優越。第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),則(ze)以(yi)改進(jin)冶煉方(fang)(fang)法來生(sheng)產超(chao)低碳(tan)和超(chao)低氮含(han)量的、可(ke)用大(da)(da)噸位爐子冶煉的、采(cai)用較少間(jian)(jian)(jian)隙固溶(rong)元素(su)的鋼(gang)種,以(yi)444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表。當這些鋼(gang)中(zhong)(zhong)再加(jia)入(ru)(ru)強烈碳(tan)化物(wu)形成(cheng)劑(ji),如鈦與鈮,則(ze)可(ke)在(zai)焊后(hou)不(bu)(bu)進(jin)行(xing)熱處理,也不(bu)(bu)會有晶間(jian)(jian)(jian)腐蝕(shi)出現。此(ci)外(wai),第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)鋼(gang)的韌性大(da)(da)大(da)(da)改善(shan),對點狀腐蝕(shi)也具有良好的抵抗能力(li),包括抗應力(li)腐蝕(shi)能力(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、氮化合物析出和晶粒長大的作用,特別是碳(tan)、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。