鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)小,再加之硫、磷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,鐵素體不銹鋼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。


  鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)為(wei)鐵-鉻(ge)-碳三元(yuan)合金(jin),由鉻(ge)以及諸如鋁、鈮、鉬及鈦(tai)等(deng)添加元(yuan)素(su)來防止在焊(han)接受熱過程(cheng)中(zhong)形成(cheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)。因(yin)此,鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)在焊(han)后冷卻過程(cheng)中(zhong)不會出現奧(ao)氏(shi)體(ti)向馬氏(shi)體(ti)轉變的(de)淬硬現象(xiang)。但(dan)焊(han)接熱所形成(cheng)的(de)熱影響區近縫(feng)帶,由于高溫而促成(cheng)鐵素(su)體(ti)晶(jing)粒粗大,明顯地(di)降低了接頭的(de)韌(ren)性,并且不可(ke)能直(zhi)接用熱處理的(de)方法來改(gai)善(shan)。這就是鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)接中(zhong)最為(wei)困(kun)難之(zhi)處。


 現在鐵素體不銹鋼已發展到了第三代品種。第一代是完全依靠鉻作為鐵素體穩定元素,而含碳量又偏高,因此在焊接之后若不再進行熱處理,必然會產生晶間腐(fu)蝕。而且這第一代鋼的韌性都偏低,其代表性鋼號為430、442及446.第二代品種為405與409,它們的鉻與碳含量下降了,而加了強烈的鐵素體形成劑,如405是加入鋁,409加入鈦。第二代鐵素體不銹鋼除了在韌性方面與第一代相差不大之外,在工藝性能、固碳(鈦及鈮與碳反應形成TiC及NbC)以減少固溶體中碳含量、耐腐蝕性方面,以及在降低成本上,皆比上一代優越。第三代的鐵素體不銹鋼,則以改進冶煉方法來生產超低碳和超低氮含量的、可用大噸位爐子冶煉的、采用較少間隙固溶元素的鋼種,以444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為代表。當這些鋼中再加人強烈碳化物形成劑,如鈦與鈮,則可在焊后不進行熱處理,也不會有晶間腐蝕出現。此外,這第三代鋼的韌性大大改善,對點狀腐蝕也具有良好的抵抗能力,包括抗應力腐蝕能力。


 鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)脆化(hua),是這類鋼使用(yong)受到限(xian)制的(de)(de)主要原因。鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)脆化(hua),主要的(de)(de)問(wen)題是同質焊(han)縫及(ji)熱(re)影響區在焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中碳、氮(dan)化(hua)合(he)物析(xi)出和(he)晶粒長大的(de)(de)作用(yong),特別(bie)是碳、氮(dan)化(hua)合(he)物的(de)(de)析(xi)出,而且幾乎不可(ke)能通過(guo)熱(re)處理(li)加(jia)以消除(chu)。而高(gao)純度鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼在很大程(cheng)度上消除(chu)了焊(han)縫及(ji)熱(re)影響區中的(de)(de)碳、氮(dan)化(hua)合(he)物,極大地改善了焊(han)接(jie)性(xing),其焊(han)接(jie)結構(gou)得到越來越廣泛的(de)(de)使用(yong)。


  晶(jing)間腐蝕(shi)是(shi)普通鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)又(you)一(yi)主要問題。由于碳(tan)、氮在鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶解度(du)很低,在950℃以(yi)后迅速(su)析出。因(yin)此(ci),同(tong)質(zhi)焊材的(de)(de)(de)(de)焊縫和熱(re)影(ying)響區(qu)在焊后冷卻(que)過程中(zhong)就會析出碳(tan)、氮化(hua)合(he)物(wu),除了引(yin)起脆(cui)化(hua)外還(huan)會引(yin)起晶(jing)界貧鉻和提高(gao)晶(jing)間腐蝕(shi)敏(min)感性(xing)(xing),在強氧化(hua)介質(zhi)中(zhong)發生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)。與奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)敏(min)化(hua)溫度(du)較高(gao),在950℃以(yi)上。因(yin)此(ci),在熱(re)影(ying)響區(qu)產生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)部位(wei)更靠(kao)近熔合(he)線。鉻在鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散速(su)度(du)遠比在奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)快,所以(yi)只(zhi)需(xu)700℃~900℃的(de)(de)(de)(de)范圍內短時間保溫,使鉻向貧鉻區(qu)擴(kuo)散,即(ji)可消除碳(tan)、氮化(hua)合(he)物(wu)析出引(yin)起的(de)(de)(de)(de)晶(jing)界貧鉻,恢(hui)復焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能。