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)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)為Fe-Cr-C三元(yuan)合(he)金(jin),由碳(tan)以及(ji)諸如Al、Nb、Mo及(ji)Ti等添加元(yuan)素(su)(su)來防止在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接受(shou)熱(re)過程中形成(cheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)。因(yin)此,鐵(tie)(tie)(tie)索體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)后冷卻過程中不(bu)(bu)(bu)會出現(xian)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)轉變的(de)(de)(de)淬硬現(xian)象(xiang)。但焊(han)(han)(han)接熱(re)所形成(cheng)的(de)(de)(de)熱(re)影響(xiang)區近縫帶,由于(yu)高溫而促成(cheng)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)晶粒粗大(da),明顯地(di)降(jiang)低了接頭的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing),并且不(bu)(bu)(bu)可(ke)能直接用熱(re)處理的(de)(de)(de)方法來改善(shan)。這就是鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接中最為困(kun)難之處。
現(xian)在鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)已發展到(dao)了(le)第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)品種(zhong)。第(di)(di)一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)是完全依靠鉻作為(wei)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)穩定元素(su)(su)(su),而(er)含(han)碳量又(you)偏高,因此(ci)在焊(han)接之后若不(bu)(bu)(bu)再(zai)進(jin)行熱處(chu)理,必然會(hui)產生(sheng)晶(jing)間腐蝕。而(er)且這第(di)(di)一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)鋼(gang)的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)都偏低,其代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表性(xing)(xing)鋼(gang)號為(wei)10Cr17(430)及 16Cr2N(446).第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)品種(zhong)為(wei)06Cr13Al(405)與(yu)(yu)06Cr11Ti(409),其中鉻與(yu)(yu)碳含(han)量下降,增加了(le)強烈的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)劑(ji),如(ru)06Cr13A1(405)中加人 Al,06Cr11Ti(409)加入鈦。第(di)(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)除了(le)在韌(ren)性(xing)(xing)方(fang)面(mian)與(yu)(yu)第(di)(di)一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)相(xiang)差不(bu)(bu)(bu)大之外(wai),在工藝性(xing)(xing)能、固(gu)碳(Ti及Nb與(yu)(yu)碳反應形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)TiC及NbC)以(yi)(yi)減少固(gu)溶(rong)體(ti)中碳含(han)量、耐腐蝕性(xing)(xing)方(fang)面(mian),以(yi)(yi)及在降低成(cheng)(cheng)本上,皆比上一(yi)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)優越。第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),則(ze)以(yi)(yi)改進(jin)冶煉方(fang)法來生(sheng)產超(chao)低碳和超(chao)低氮含(han)量的(de)(de)、可用大噸位爐子冶煉的(de)(de)、采用較少間隙固(gu)溶(rong)元素(su)(su)(su)的(de)(de)鋼(gang)種(zhong),以(yi)(yi)444(18Cr-2Mo)與(yu)(yu)26-1(26Cr-1Mo)為(wei)代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)表。當這些(xie)鋼(gang)中再(zai)加入強烈碳化物(wu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)劑(ji),如(ru)鈦與(yu)(yu)鈮,則(ze)可在焊(han)后不(bu)(bu)(bu)進(jin)行熱處(chu)理,也不(bu)(bu)(bu)會(hui)有晶(jing)間腐蝕出現(xian)。此(ci)外(wai),第(di)(di)三代(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)鋼(gang)的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)大大改善,對點狀腐蝕也具有良好的(de)(de)抵抗能力(li),包括抗應力(li)腐蝕能力(li)。
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、氮化合物析出和晶粒長大的作用,特別是碳(tan)、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(tan)、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(tan)、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。

