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鋼材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)時，每一種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)（側）母材(cai)(cai)受(shou)到焊(han)(han)(han)接(jie)熱循(xun)環而發生的組(zu)織轉變以(yi)及隨之可能出現的各種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)接(jie)問(wen)(wen)題，如淬(cui)火(huo)硬化、退(tui)火(huo)或回火(huo)軟化、冷裂(lie)紋、再(zai)熱裂(lie)紋、液化裂(lie)紋等，都和(he)同(tong)(tong)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)材(cai)(cai)料(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)時基本相同(tong)(tong)，因此在此不再(zai)重復(fu)。以(yi)下所要討論的異種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)性問(wen)(wen)題只是集中(zhong)于焊(han)(han)(han)縫和(he)熔合區。因為(wei)這里的金屬(shu)成分(fen)組(zu)成十分(fen)復(fu)雜，受(shou)到兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)不同(tong)(tong)成分(fen)的母材(cai)(cai)和(he)第三種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)成分(fen)的填(tian)充材(cai)(cai)料(liao)的共同(tong)(tong)制約，且又受(shou)到焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝(yi)的強烈影響。
1. 焊(han)縫的(de)成(cheng)分、相組成(cheng)及(ji)其(qi)調控
奧氏體(ti)不銹鋼(gang)（A）與珠光體(ti)鋼(gang)（B）焊(han)接時，焊(han)縫金屬平均成(cheng)分由(you)兩種(zhong)不同類型的(de)(de)母材（A和B）同填充金屬（C）混合所組成(cheng)。由(you)于珠光體(ti)鋼(gang)中(zhong)不含有或僅含有少量的(de)(de)合金元素，若它溶(rong)入(ru)焊(han)縫金屬的(de)(de)份額增大(da)，則會沖淡焊(han)縫金屬的(de)(de)合金濃度，從而改變焊(han)縫金屬的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分和組織狀態，這種(zhong)現象(xiang)稱為母材對焊(han)縫金屬的(de)(de)稀釋作用(yong)。
對于奧氏體(ti)型(xing)不銹(xiu)鋼與(yu)珠(zhu)光體(ti)鋼的(de)(de)焊(han)(han)縫，希望母材在(zai)焊(han)(han)縫金屬中所占比例要小，即稀釋度(du)(du)小一(yi)些而且要求熔(rong)合(he)比穩定，其目(mu)的(de)(de)是減少焊(han)(han)縫裂紋，保證焊(han)(han)接接頭的(de)(de)性能。影響(xiang)焊(han)(han)縫稀釋程(cheng)度(du)(du)的(de)(de)因素很多，有焊(han)(han)縫形狀、焊(han)(han)接電(dian)流、電(dian)弧電(dian)壓、焊(han)(han)接速度(du)(du)等(deng)。焊(han)(han)接方法不同對焊(han)(han)縫稀釋程(cheng)度(du)(du)影響(xiang)很大，圖5-3所示列出了(le)幾種焊(han)(han)接方法可獲得熔(rong)合(he)比的(de)(de)范圍。
在(zai)Q235鋼(gang)(gang)(gang)與12Cr18Ni9 不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬中，如果(guo)由于焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)過(guo)分稀釋，可(ke)(ke)(ke)使焊(han)(han)縫(feng)中熔合比（％）奧氏體(ti)形成元素不(bu)足，結果(guo)在(zai)焊(han)(han)縫(feng)中出現(xian)馬氏圖5-3 焊(han)(han)接(jie)方法(fa)對熔合比的(de)(de)影響體(ti)組(zu)織(zhi)，使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)脆性(xing)增大，導致焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭形成裂(lie)紋。可(ke)(ke)(ke)以借助(zhu)于圖5-4不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)（舍(she)夫勒）組(zu)織(zhi)圖來討論(lun)分析(xi)，首先將(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)各合金(jin)元素含量按下(xia)列(lie)公式折算成鉻(ge)當(dang)量和鎳當(dang)量：鉻(ge)當(dang)量Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳當(dang)量Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再在(zai)圖5-4找出相應的(de)(de)點，即(ji)可(ke)(ke)(ke)知該鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)正常冷卻組(zu)織(zhi)中的(de)(de)相組(zu)成。
例如，12Cr18Ni9鋼(gang)與Q235鋼(gang)沒有焊(han)(han)(han)接以前，經(jing)過鉻(ge)當量和鎳(nie)當量的(de)(de)計算，見表5-3。分(fen)別為圖5-4中的(de)(de)a、b兩點，如果不加填充(chong)金(jin)(jin)屬進行鎢(wu)極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)，假(jia)定這兩種金(jin)(jin)屬熔入焊(han)(han)(han)道(dao)的(de)(de)中比(bi)例各(ge)為一半，其(qi)熔合比(bi)分(fen)別是50％，則在圖5-4中可找到對應的(de)(de)f點。從圖中可以看出f點所(suo)處焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)位置為馬氏體組(zu)織(zhi)。眾所(suo)周知，馬氏體組(zu)織(zhi)是一個(ge)又脆又硬的(de)(de)組(zu)織(zhi)，容易使焊(han)(han)(han)縫(feng)產(chan)生裂紋。
采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)時，對常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾(ji)種焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)進行(xing)過鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算，計算結果見(jian)表5-4。首先(xian)選用(yong)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)牌號A102（E308型）作為(wei)(wei)(wei)填充金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)，其(qi)鉻(ge)、鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)對應(ying)于(yu)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)c點(dian)(dian)(dian)。此焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)這兩種材(cai)(cai)(cai)料時，假定這兩種母(mu)材(cai)(cai)(cai)熔入(ru)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)數(shu)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)同，即兩種母(mu)材(cai)(cai)(cai)混合(he)(he)(he)熔化后(hou)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)仍為(wei)(wei)(wei)原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)f點(dian)(dian)(dian)，則(ze)當(dang)(dang)(dang)母(mu)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔合(he)(he)(he)比(bi)(bi)發生(sheng)變化時，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)沿fc線段各(ge)點(dian)(dian)(dian)移動而變化。當(dang)(dang)(dang)母(mu)材(cai)(cai)(cai)熔合(he)(he)(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)40％時，即兩種母(mu)材(cai)(cai)(cai)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)各(ge)占20％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)時，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)分數(shu)相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)于(yu)g點(dian)(dian)(dian)；當(dang)(dang)(dang)母(mu)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔合(he)(he)(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)30％時為(wei)(wei)(wei)h點(dian)(dian)(dian)，此時焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)(wei)(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)＋馬氏(shi)體(ti)(ti)，焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭仍有(you)形成裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能。在(zai)完全相(xiang)(xiang)同和(he)(he)條(tiao)件下，若(ruo)改(gai)變焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)成分，用(yong)A307牌號焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)（即E309型）進行(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)熔敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)d點(dian)(dian)(dian)。如果母(mu)材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔合(he)(he)(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)40％，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)于(yu)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)i點(dian)(dian)(dian)，此時焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)接(jie)(jie)近為(wei)(wei)(wei)全部奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，也(ye)有(you)可(ke)能產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)(wen)；若(ruo)熔合(he)(he)(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)30％，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)當(dang)(dang)(dang)于(yu)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)j點(dian)(dian)(dian)，此時焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)含有(you)體(ti)(ti)積(ji)分數(shu)為(wei)(wei)(wei)2％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，對抗裂(lie)性和(he)(he)耐(nai)蝕性都是有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。若(ruo)采(cai)用(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)（E310型）施焊(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)熔敷金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)鉻(ge)和(he)(he)鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)e點(dian)(dian)(dian)，如果母(mu)材(cai)(cai)(cai)熔合(he)(he)(he)比(bi)(bi)仍為(wei)(wei)(wei)30％～40％（即焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)位于(yu)圖(tu)5-4中(zhong)(zhong)fe線段中(zhong)(zhong)k、l兩點(dian)(dian)(dian)），焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)為(wei)(wei)(wei)單相(xiang)(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，也(ye)易(yi)使焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)(wen)。
這三種不(bu)同(tong)牌號(hao)的不(bu)銹鋼焊條，其焊條熔敷金屬(shu)的鉻鎳(nie)當量(liang)見表(biao)5-4。
綜上分析，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)12Cr18Ni9不銹鋼與(yu)Q235鋼時，若(ruo)不加填充金(jin)屬(shu)或用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)采用(yong)(yong)A102焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)施(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)不可(ke)避(bi)免(mian)地要(yao)出現脆硬的(de)(de)馬氏體組(zu)(zu)織(zhi)，導致(zhi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)產生裂紋。用(yong)(yong)A307焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)施(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)熔合比(bi)要(yao)控(kong)制在30％以下(xia)，才(cai)能獲得較(jiao)為(wei)理想奧(ao)(ao)氏體＋鐵素(su)體雙相組(zu)(zu)織(zhi)。用(yong)(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)施(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)單相奧(ao)(ao)氏體組(zu)(zu)織(zhi)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭也有形成熱裂紋的(de)(de)傾向(xiang)。根(gen)據以上分析可(ke)知，由于珠(zhu)光(guang)體鋼的(de)(de)稀釋作用(yong)(yong)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)成分和組(zu)(zu)織(zhi)會發生很大變化。但是(shi)通(tong)過焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料的(de)(de)選擇以及對母材(cai)(cai)金(jin)屬(shu)熔合比(bi)的(de)(de)控(kong)制，可(ke)以在相當寬(kuan)的(de)(de)范(fan)圍內調(diao)整焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)成分和組(zu)(zu)織(zhi)。
2. 焊縫邊緣的成分過(guo)渡層(ceng)
焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)池邊緣，金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)液態持續時(shi)間最短，溫度(du)(du)也較熔(rong)(rong)池中部低，液體(ti)(ti)金(jin)(jin)屬(shu)流動(dong)性較差，容易結晶形成固(gu)態。由于(yu)珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)一側與奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)材料的(de)化學成分(fen)和(he)填充(chong)金(jin)(jin)屬(shu)不(bu)能充(chong)分(fen)混合(he)，在(zai)此側的(de)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)所(suo)占份額增大，且(qie)越(yue)靠近熔(rong)(rong)合(he)線(xian)稀釋(shi)程度(du)(du)就越(yue)大。而在(zai)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)池中心，其(qi)稀釋(shi)程度(du)(du)就小(xiao)。這樣，在(zai)珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼(gang)與奧氏體(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)時(shi)，相鄰珠(zhu)光體(ti)(ti)一側熔(rong)(rong)合(he)線(xian)的(de)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)中存(cun)在(zai)一個(ge)成分(fen)梯度(du)(du)很(hen)(hen)大的(de)過渡層(ceng)。在(zai)過渡層(ceng)中存(cun)在(zai)一層(ceng)馬(ma)氏體(ti)(ti)組織(zhi)，硬(ying)度(du)(du)很(hen)(hen)高，形成一個(ge)高硬(ying)度(du)(du)的(de)馬(ma)氏體(ti)(ti)脆(cui)性層(ceng)，有可能使熔(rong)(rong)合(he)區遭(zao)到破壞，降低了(le)焊(han)接(jie)結構(gou)的(de)可靠性。
過渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)形(xing)成與焊(han)接(jie)參數有很大關(guan)系：當(dang)選(xuan)用(yong)大的(de)熱輸入進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)時(shi)(shi)，焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)很大，焊(han)接(jie)速度(du)慢，焊(han)縫金(jin)屬熔池(chi)(chi)邊(bian)緣高溫(wen)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)延長。增(zeng)(zeng)加(jia)熔池(chi)(chi)邊(bian)緣高溫(wen)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)，有助于增(zeng)(zeng)加(jia)熔池(chi)(chi)邊(bian)緣液態金(jin)屬的(de)流(liu)動性(xing)(xing)和(he)拌攪(jiao)作用(yong)，使過渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)寬(kuan)度(du)減(jian)小(xiao)。同時(shi)(shi)馬氏體(ti)(ti)脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)與過渡(du)層(ceng)(ceng)里含鎳量有關(guan)：當(dang)過渡(du)層(ceng)(ceng)中(zhong)w（Ni）低于5％～6％時(shi)(shi)，將(jiang)產(chan)生馬氏體(ti)(ti)組織如(ru)圖5-5所示。從圖中(zhong)可以(yi)看出，脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)B與焊(han)縫中(zhong)鎳含量成反比。當(dang)填充(chong)金(jin)屬選(xuan)用(yong)H08Cr21Ni10時(shi)(shi)，脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)為B1，是比較大的(de)；當(dang)采用(yong)Cr15Ni25Mo6 填充(chong)金(jin)屬時(shi)(shi)，此時(shi)(shi)脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)縮(suo)小(xiao)到B3；當(dang)使用(yong)鎳基焊(han)接(jie)材料時(shi)(shi)，脆性(xing)(xing)層(ceng)(ceng)將(jiang)會完全消失。
3. 熔合(he)區的碳擴(kuo)散
奧(ao)氏體型不(bu)銹鋼(gang)(gang)與珠(zhu)(zhu)光體鋼(gang)(gang)焊成(cheng)焊接(jie)接(jie)頭，在(zai)焊后熱(re)處理(li)或高(gao)溫(wen)運行服(fu)役時，其熔合區附近會發生碳由珠(zhu)(zhu)光體鋼(gang)(gang)母(mu)材向奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊縫的(de)(de)擴(kuo)散(san)。在(zai)碳化物形成(cheng)元素含量低的(de)(de)珠(zhu)(zhu)光體鋼(gang)(gang)一(yi)側產生脫(tuo)碳層，而相(xiang)鄰的(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊縫一(yi)側產生增碳層。
碳擴(kuo)散的(de)(de)結果，熔合(he)區的(de)(de)珠(zhu)光體(ti)(ti)組織由于碳含量降(jiang)低而轉變為(wei)鐵(tie)素體(ti)(ti)組織導(dao)致(zhi)軟化，且在高(gao)溫的(de)(de)長時間作(zuo)用下，鐵(tie)素體(ti)(ti)晶粒還會顯(xian)著地長大(da)；同時增(zeng)碳層中的(de)(de)碳化物也變得粗(cu)大(da)，硬度非常高(gao)。焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在這(zhe)種軟硬交(jiao)接(jie)(jie)層的(de)(de)抗蠕(ru)變性能(neng)大(da)大(da)降(jiang)低，在高(gao)溫下長時間服役(yi)，交(jiao)接(jie)(jie)處會出現蠕(ru)變孔洞并逐漸發展(zhan)成為(wei)顯(xian)微裂紋，最(zui)后導(dao)致(zhi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭斷裂失效。
此外，若(ruo)提高(gao)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)與(yu)珠光(guang)體(ti)鋼(gang)焊縫中的鎳含量，就(jiu)可以減輕碳(tan)從珠光(guang)體(ti)鋼(gang)母材向奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊縫金屬(shu)中的擴(kuo)散遷(qian)移。若(ruo)選用鎳基合金作為填充金屬(shu)，這種碳(tan)的擴(kuo)散遷(qian)移就(jiu)不(bu)存在。
4. 熔合區的熱應力
焊態的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)通常都(dou)存很大(da)(da)的(de)殘余(yu)應(ying)(ying)力，焊縫及(ji)其附近(jin)的(de)金屬處于拉應(ying)(ying)力狀態，其余(yu)部(bu)分(fen)的(de)金屬受到(dao)壓應(ying)(ying)力的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。然而在(zai)異種(zhong)鋼(gang)(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)中，由于奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)線脹系數(shu)比珠(zhu)(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)大(da)(da)，從而導致(zhi)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)殘余(yu)應(ying)(ying)力增大(da)(da)。這(zhe)樣，異種(zhong)鋼(gang)(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)高溫(wen)下長時間運行(xing)(xing)期間，更(geng)突出(chu)的(de)表現(xian)在(zai)運行(xing)(xing)溫(wen)度(du)波動（特別是開(kai)、停車）時，焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)處于熱疲勞狀態。如果采用(yong)鎳(nie)基(ji)(ji)合金作(zuo)(zuo)為填(tian)充材料，由于鎳(nie)基(ji)(ji)合金的(de)熱脹系數(shu)與珠(zhu)(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)相近(jin)，在(zai)珠(zhu)(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)母材一側(ce)，焊接(jie)(jie)(jie)殘余(yu)應(ying)(ying)力就可能(neng)減少。
根據以上分(fen)析可見，以奧氏體(ti)不銹鋼(gang)為(wei)填(tian)充(chong)金屬焊接(jie)奧氏體(ti)-珠(zhu)光(guang)體(ti)異(yi)種材料副時(shi)，成分(fen)不均勻所導(dao)致的脆性過渡層、碳擴散問題以及膨脹系數所導(dao)致的溫度差應力和變(bian)溫疲(pi)勞問題均發生(sheng)在珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)一(yi)側焊縫的熔(rong)合區(qu)，因而成為(wei)矛盾的焦(jiao)點。大量的失效案例均證明了(le)這一(yi)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。
