奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)與低(di)碳或低(di)合(he)金鋼(gang)焊(han)接(jie)是最常見的異種鋼(gang)焊(han)接(jie)。這(zhe)種異種鋼(gang)接(jie)頭(tou)使用環(huan)境(jing)也特別復(fu)雜，有(you)(you)的是在(zai)(zai)低(di)溫環(huan)境(jing)下(xia)(xia)使用，有(you)(you)的在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)使用；有(you)(you)的要(yao)求(qiu)(qiu)耐(nai)腐蝕(shi)，有(you)(you)時(shi)則要(yao)求(qiu)(qiu)耐(nai)疲勞，這(zhe)些都要(yao)求(qiu)(qiu)在(zai)(zai)選擇焊(han)接(jie)材(cai)料和焊(han)接(jie)工藝時(shi)必須認真考慮(lv)。


1. 稀(xi)釋(shi)問題(ti)


  在(zai)異種鋼的(de)焊(han)接過(guo)程中，由于基(ji)體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)熔(rong)化而使焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)受到稀釋，焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)成(cheng)分是由填充金(jin)(jin)屬(shu)的(de)成(cheng)分、母(mu)材成(cheng)分及熔(rong)合(he)比確(que)定的(de)，這樣(yang)可以在(zai)不銹鋼織圖上（舍(she)夫勒(le)組(zu)織圖）大(da)致預測出(chu)焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的(de)組(zu)織狀態(tai)，也(ye)能(neng)大(da)致知道焊(han)縫的(de)性能(neng)，保證接頭的(de)機械性能(neng)和(he)抗裂性能(neng)。


2. 熔合區的塑性


  奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼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


  前面已經提及的異種接頭，在焊(han)(han)后(hou)熱處(chu)理或(huo)高溫環境中使(shi)用時(shi)，由(you)于(yu)兩側強碳化(hua)物(wu)形成元(yuan)素含(han)量和組(zu)織(zhi)(zhi)的不(bu)同而產(chan)生(sheng)碳的遷移。在低(di)碳或(huo)低(di)合(he)金鋼一(yi)側形成脫(tuo)碳層，由(you)于(yu)碳的減(jian)少，將變(bian)成鐵素體(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)而軟化(hua)，同時(shi)促使(shi)脫(tuo)碳區的晶粒長大，沿(yan)熔合(he)線形成一(yi)層粗晶粒區。在焊(han)(han)縫一(yi)側形成增碳層，除(chu)一(yi)部分碳溶(rong)入基(ji)體(ti)以(yi)外，剩余的碳元(yuan)素則以(yi)鉻的碳化(hua)物(wu)形態析出，使(shi)組(zu)織(zhi)(zhi)硬化(hua)。研究表(biao)明：焊(han)(han)縫金屬中含(han)鎳量的提高，脫(tuo)碳層寬(kuan)度(du)減(jian)小。當含(han)鎳量提高到25%時(shi)，脫(tuo)碳層寬(kuan)度(du)的減(jian)小將十分顯著(zhu)。


  碳的擴散遷移對(dui)接(jie)頭的常溫和(he)(he)高溫瞬(shun)時強度(du)不(bu)良影響比(bi)較小，但對(dui)持久(jiu)強度(du)和(he)(he)疲勞極限的影響較大，而且斷裂部(bu)位大部(bu)分發生(sheng)在熔合區(qu)的脫碳層上。隨著碳擴散的發展、接(jie)頭在熔合區(qu)發生(sheng)脆性斷裂的傾向增(zeng)大。


4. 熱(re)應力(li)及其影響(xiang)


  奧氏體不銹鋼(gang)熱(re)膨脹系數比(bi)低(di)碳或(huo)低(di)合金鋼(gang)大30%~60%,導熱(re)系數卻(que)只有低(di)碳或(huo)低(di)合金鋼(gang)的(de)30%~40%.這樣兩種(zhong)材料的(de)接頭(tou)，焊后會引(yin)起(qi)熱(re)應(ying)(ying)力。而(er)這種(zhong)熱(re)應(ying)(ying)力是不可能通過(guo)熱(re)處理來消除的(de)，這種(zhong)永(yong)存的(de)熱(re)應(ying)(ying)力對接頭(tou)性能影響很大。


  奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)與低(di)碳(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)異種材料的(de)(de)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)在周期(qi)性(xing)(xing)加熱(re)和冷卻(que)條件(jian)下工作(zuo)時，接(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)承受著嚴(yan)重的(de)(de)熱(re)應(ying)(ying)變應(ying)(ying)力(li)(li)，由于低(di)碳(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)一(yi)側的(de)(de)熔合(he)區(qu)或(huo)熱(re)影響區(qu)韌性(xing)(xing)相對較差，所以很容易沿這(zhe)一(yi)側熔合(he)線產(chan)生(sheng)熱(re)疲勞裂紋(wen)。熱(re)疲勞裂紋(wen)會(hui)在熱(re)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用下，沿著弱化的(de)(de)脫碳(tan)層(ceng)擴展(zhan)而導(dao)致(zhi)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)破壞。由于鎳基合(he)金(jin)的(de)(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系數介(jie)于奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)與低(di)碳(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)之(zhi)間，這(zhe)樣(yang)就減弱了接(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)因熱(re)膨(peng)脹(zhang)系數不(bu)同而產(chan)生(sheng)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)。因此，在接(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)性(xing)(xing)能要求高的(de)(de)情況(kuang)下，采用鎳基合(he)金(jin)焊接(jie)材料改善(shan)接(jie)頭(tou)(tou)(tou)(tou)性(xing)(xing)能是非常有效的(de)(de)。