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(bu)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(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)為Fe-Cr-C三元合金,由(you)碳以及(ji)諸如Al、Nb、Mo及(ji)Ti等添(tian)加元素(su)來防止在焊(han)(han)接(jie)受熱(re)過(guo)程中(zhong)形成奧(ao)氏體。因此,鐵(tie)(tie)(tie)索體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在焊(han)(han)后冷卻(que)過(guo)程中(zhong)不(bu)會出現奧(ao)氏體向(xiang)馬氏體轉變的(de)淬硬(ying)現象。但焊(han)(han)接(jie)熱(re)所形成的(de)熱(re)影響區近縫帶(dai),由(you)于(yu)高溫而(er)促成鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體晶粒粗(cu)大,明顯地(di)降低了接(jie)頭的(de)韌性,并(bing)且不(bu)可能直接(jie)用(yong)熱(re)處理的(de)方法來改善。這就是鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)中(zhong)最(zui)為困難之(zhi)處。


 現在(zai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)已(yi)發展到了(le)第(di)(di)(di)(di)三(san)代(dai)(dai)品種。第(di)(di)(di)(di)一(yi)代(dai)(dai)是完全依(yi)靠鉻作為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)穩定元(yuan)素(su)(su),而含(han)(han)碳量(liang)又偏高(gao),因此(ci)在(zai)焊接之后若不(bu)(bu)(bu)再進行(xing)熱處理(li),必然會產(chan)生晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)。而且這第(di)(di)(di)(di)一(yi)代(dai)(dai)鋼(gang)的韌性(xing)都偏低(di),其(qi)(qi)代(dai)(dai)表性(xing)鋼(gang)號為10Cr17(430)及(ji) 16Cr2N(446).第(di)(di)(di)(di)二代(dai)(dai)品種為06Cr13Al(405)與06Cr11Ti(409),其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)鉻與碳含(han)(han)量(liang)下降,增加了(le)強烈(lie)的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)形成劑,如06Cr13A1(405)中(zhong)(zhong)加人 Al,06Cr11Ti(409)加入(ru)鈦(tai)(tai)。第(di)(di)(di)(di)二代(dai)(dai)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)除了(le)在(zai)韌性(xing)方面(mian)與第(di)(di)(di)(di)一(yi)代(dai)(dai)相差不(bu)(bu)(bu)大(da)之外,在(zai)工藝性(xing)能、固碳(Ti及(ji)Nb與碳反應形成TiC及(ji)NbC)以減(jian)少固溶體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)碳含(han)(han)量(liang)、耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)方面(mian),以及(ji)在(zai)降低(di)成本上,皆比上一(yi)代(dai)(dai)優越。第(di)(di)(di)(di)三(san)代(dai)(dai)的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),則以改(gai)進冶(ye)煉方法來生產(chan)超低(di)碳和超低(di)氮含(han)(han)量(liang)的、可(ke)(ke)用(yong)(yong)大(da)噸位(wei)爐子冶(ye)煉的、采用(yong)(yong)較少間隙(xi)固溶元(yuan)素(su)(su)的鋼(gang)種,以444(18Cr-2Mo)與26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)(dai)表。當(dang)這些(xie)鋼(gang)中(zhong)(zhong)再加入(ru)強烈(lie)碳化物(wu)形成劑,如鈦(tai)(tai)與鈮,則可(ke)(ke)在(zai)焊后不(bu)(bu)(bu)進行(xing)熱處理(li),也(ye)不(bu)(bu)(bu)會有晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)出現。此(ci)外,第(di)(di)(di)(di)三(san)代(dai)(dai)鋼(gang)的韌性(xing)大(da)大(da)改(gai)善,對點狀腐(fu)蝕(shi)(shi)也(ye)具(ju)有良好的抵(di)抗能力,包括抗應力腐(fu)蝕(shi)(shi)能力。


 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(dan)化合物析出和晶粒長大的作用,特別是碳、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、氮化合物析出引起的晶界貧鉻,恢復焊接接頭的耐腐蝕性能。