鐵素體不銹(xiu)鋼焊接接頭(tou)的(de)塑韌(ren)性(xing)欠佳(jia)常常是這類鋼使用受阻的(de)原因，但焊接接頭(tou)塑韌(ren)性(xing)不佳(jia)除了晶粒粗(cu)大和碳、氮化物析出這一(yi)因素之(zhi)外，往(wang)往(wang)還(huan)與(yu)HAZ馬氏(shi)體相變(bian)、σ相析出及457℃脆化（α'析出）有關。


1. 晶(jing)粒粗大和C、N化(hua)物析出的影響


  碳、氮(dan)是奧氏體形成元素，在鐵素體不銹鋼中的溶解度很低（見表2-3),隨著溫度的降低，碳(tan)、氮以極快速度和以Cr23C6、Cr7C3、Cr2N、CrN等形式在粗大晶粒的晶界析出。即使以急冷的方式亦難于防止。所以普通鐵素體不銹鋼在焊接過程中，同質焊縫和HAZ峰值溫度達到950℃以上的范圍，晶粒急劇長大的同時，隨著溫度的降低，碳、氮化物便沿著粗大晶界析出，塑韌性急劇降低。圖2-9是Cr30-Mo1鋼碳、氮對焊縫夏比沖擊值的影響。圖2-10是Cr17鋼焊縫隨碳+氮總含量增加，脆性轉變溫度（VTE)升高的情形，由圖可以看出，降低碳、氮含量對改善鐵素體不銹鋼焊接接頭的塑韌性有明顯作用。


3.jpg


2. HAZ局部(bu)馬氏(shi)體轉變引起(qi)的脆(cui)性


  低鉻的(de)(de)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)（0Cr12,0Cr13,0Cr13Al)在加(jia)熱(re)到(dao)臨界(jie)(jie)溫度（A3)以上約1000℃時，單相的(de)(de)鐵素體(ti)局部(bu)轉(zhuan)變為奧(ao)氏(shi)體(ti)，冷(leng)卻(que)到(dao)室溫時晶界(jie)(jie)會形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)部(bu)分(fen)馬(ma)氏(shi)體(ti)，這種(zhong)少量的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)同樣會在同質焊縫和HAZ形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)，引起輕度的(de)(de)塑韌降低，這種(zhong)馬(ma)氏(shi)體(ti)可(ke)以通過焊后熱(re)處理(li)消除，然而(er)如果(guo)不(bu)可(ke)能進行焊后熱(re)處理(li)，則在鋼(gang)及焊材中(zhong)加(jia)入強(qiang)鐵素體(ti)元素 Ti、Al、Nb,以提(ti)高鐵素體(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)穩定(ding)性，防(fang)止(zhi)馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)以及其(qi)脆化作用。


3. σ相(xiang)析(xi)出引起的脆性(xing)


  鉻(ge)含量(liang)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)鋼及(ji)其(qi)(qi)焊(han)(han)(han)縫在500~800℃范圍長時間(jian)加(jia)(jia)熱或停(ting)留，將發生。相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)。σ相是一(yi)種（Fe-Cr)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)間(jian)化(hua)(hua)(hua)合物，其(qi)(qi)硬度(du)Hv=800~1000硬而脆(cui)，增加(jia)(jia)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)，Al、Si、Mo、Ti、Nb等元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)，加(jia)(jia)速。相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)和降低析(xi)出(chu)(chu)溫度(du)。但。相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)需要(yao)相當(dang)長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)。對(dui)(dui)于(yu)普通鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼來(lai)(lai)說(shuo)，通常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程、焊(han)(han)(han)后熱處理都不(bu)會形成(cheng)大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。相和明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)，對(dui)(dui)于(yu)使用于(yu)室溫或較(jiao)(jiao)低溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)結構，并不(bu)擔心(xin)。的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)和脆(cui)化(hua)(hua)(hua)問(wen)題(ti)。而對(dui)(dui)于(yu)長期(qi)工作在。相形成(cheng)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼來(lai)(lai)說(shuo)，σ相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu)卻(que)是必須重視的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。此外鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼及(ji)其(qi)(qi)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)一(yi)旦出(chu)(chu)現(xian)σ相，可(ke)采用加(jia)(jia)熱到高于(yu)其(qi)(qi)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)，保溫急冷，加(jia)(jia)以去除。


4. 457℃(α'析出）脆化(hua)


  鉻含量(liang)大(da)于15%的(de)鐵素體不銹(xiu)鋼及同質焊(han)縫(feng)在400~600℃停留，將發(fa)生(sheng)α'的(de)析出(chu)，強(qiang)度、硬度顯著(zhu)提高，韌性降低(di)，因(yin)在457℃時(shi)(shi)(shi)α'的(de)析出(chu)最(zui)迅速，故稱475℃脆化。但這(zhe)種脆化現象在焊(han)后不會立即(ji)發(fa)生(sheng)，只是在400~600℃范(fan)圍的(de)溫(wen)(wen)度下長時(shi)(shi)(shi)間(jian)停留和工作的(de)結構可能發(fa)生(sheng)。所(suo)以應避免在這(zhe)一溫(wen)(wen)度的(de)環境下使用(yong)。475℃脆化可通過700~800℃的(de)短時(shi)(shi)(shi)間(jian)加熱和立即(ji)水冷處理而(er)消除。


  綜上所述，鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化，主要的問題是同質焊縫及HAZ在焊接過程中碳、氮化物析出和晶粒長大的作用，特別是前者，而且幾乎不能通過熱處理加以消除。因此以往鐵素體不銹鋼很少用作焊接結構，而高純度鐵素體不銹鋼在很大程度上消除了焊縫HAZ的碳、氮(dan)化物，極大地改進了焊接性，其焊接結構得到越來越廣泛的使用。