鉻系馬氏體不銹鋼有:1Cr13、2Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、3Cr16、7Cr17等鋼種,這些鋼種是鉻從11.5%~18%按其耐蝕性派生出來的。鉻是鐵素體形成元素,為了保持馬氏體組織,較高的鉻需要較多的碳含量,以使在熱處理后形成馬氏體。馬氏體不銹(xiu)鋼在臨界(ACs)溫度以上是面心立方的奧氏體組織,在快速冷卻到臨界溫度以下時,奧氏體轉變為體心立方的馬氏體。組織的轉變引起體積變化,產生應力,從而提高了硬度和降低塑性。這一特性對于焊接接頭的影響尤其重要,因此焊后在熱影響區容易引起裂紋。特別是電弧焊時,熔池因吸氫的作用,剛度大的結構焊后經過一定的潛伏期,氫將引起焊縫和熔合區的延遲(冷)裂紋。與碳鋼、低合金鋼相比,氫的擴散速度緩慢,約為碳鋼的1/10~1/25,延遲裂紋焊后5天之內仍應注意,可能發生開裂。
鉻系馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)隨著碳含(han)量(liang)的增(zeng)加,焊(han)接接頭的冷裂紋傾(qing)向加大。所以(yi)用來制造焊(han)接結構的多數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),含(han)碳更高的3Cr13、4 Cr13等(deng)冷裂紋傾(qing)向更強(qiang),一(yi)般不(bu)能焊(han)接。
已知Cr13型(xing)不銹鋼(gang)中C+N的(de)含(han)量的(de)增加,硬化加強,裂(lie)紋(wen)(wen)傾向(xiang)加劇。圖2-11是馬氏體不銹鋼(gang)用斜Y型(xing)坡口鐵(tie)研式(shi)裂(lie)紋(wen)(wen)試驗(yan)的(de)裂(lie)紋(wen)(wen)敏感(gan)性(xing)和C+N總含(han)量的(de)關系。由(you)圖可(ke)見降(jiang)低C+N可(ke)以顯著改善(shan)Cr13型(xing)馬氏體不銹鋼(gang)的(de)焊接延遲裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)敏感(gan)性(xing)。
1Cr13馬(ma)(ma)氏(shi)體不銹鋼,實際上是半馬(ma)(ma)氏(shi)體組織(zhi),在(zai)焊(han)接熱影(ying)響區近(jin)縫(feng)區會形成粗大鐵素體及沿晶(jing)界(jie)析出(chu)的碳(tan)、氮(dan)化物(wu),塑(su)韌(ren)(ren)性(xing)顯著降(jiang)低。因此在(zai)采用同質焊(han)材時(shi),焊(han)材中(zhong)應添加Nb、Ti、Al等(deng)合金(jin)元素,可細化晶(jing)粒(li),提高焊(han)縫(feng)金(jin)屬的塑(su)韌(ren)(ren)性(xing),防止(zhi)裂紋的產生。