鐵素(su)體不銹鋼(gang)(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的塑(su)韌性欠佳常常是這類鋼(gang)(gang)使用受阻的原因，但焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)塑(su)韌性不佳除了(le)晶粒粗大和(he)碳、氮化物析(xi)出這一因素(su)之外，往往還與(yu)HAZ馬氏(shi)體相變、σ相析(xi)出及(ji)457℃脆化（α'析(xi)出）有關。


1. 晶粒粗大和C、N化物析出的影響


  碳(tan)、氮是奧氏體形成元素，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(dan)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(dan)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(tan)、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。


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2. HAZ局部馬氏體轉變引起的脆性


  低(di)(di)鉻的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)（0Cr12,0Cr13,0Cr13Al)在(zai)加(jia)熱(re)到臨界溫(wen)度（A3)以上約(yue)1000℃時(shi)，單(dan)相的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)局(ju)部轉(zhuan)變為(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)，冷卻到室(shi)溫(wen)時(shi)晶界會形(xing)(xing)成(cheng)部分(fen)馬氏(shi)(shi)體(ti)，這種少量(liang)的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)同(tong)樣會在(zai)同(tong)質焊(han)縫(feng)和HAZ形(xing)(xing)成(cheng)，引起輕度的(de)(de)(de)塑韌降低(di)(di)，這種馬氏(shi)(shi)體(ti)可(ke)以通過焊(han)后熱(re)處理消除，然而如果不(bu)可(ke)能進(jin)行(xing)焊(han)后熱(re)處理，則在(zai)鋼(gang)及(ji)焊(han)材中(zhong)加(jia)入強鐵素(su)體(ti)元(yuan)素(su) Ti、Al、Nb,以提高鐵素(su)體(ti)組(zu)織的(de)(de)(de)穩定性，防止馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)以及(ji)其脆(cui)化作(zuo)用。


3. σ相(xiang)析出引起的(de)脆性


  鉻含量(liang)較高的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)鋼(gang)及其焊(han)(han)縫在(zai)500~800℃范(fan)圍(wei)長時(shi)間(jian)加(jia)(jia)熱(re)或停(ting)留(liu)，將(jiang)發(fa)生。相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出。σ相(xiang)(xiang)(xiang)是一種（Fe-Cr)的(de)(de)金屬間(jian)化(hua)(hua)合物，其硬度Hv=800~1000硬而脆(cui)，增加(jia)(jia)焊(han)(han)接接頭的(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)，Al、Si、Mo、Ti、Nb等元素的(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)，加(jia)(jia)速(su)。相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出和(he)降低析出溫(wen)度。但。相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)需要相(xiang)(xiang)(xiang)當長的(de)(de)時(shi)間(jian)。對(dui)于(yu)普通鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說，通常的(de)(de)焊(han)(han)接過程、焊(han)(han)后熱(re)處理都不(bu)會形成(cheng)(cheng)大量(liang)的(de)(de)。相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)明顯的(de)(de)脆(cui)化(hua)(hua)，對(dui)于(yu)使用于(yu)室溫(wen)或較低溫(wen)度的(de)(de)焊(han)(han)接結(jie)構(gou)，并不(bu)擔心。的(de)(de)析出和(he)脆(cui)化(hua)(hua)問題。而對(dui)于(yu)長期工作(zuo)在(zai)。相(xiang)(xiang)(xiang)形成(cheng)(cheng)溫(wen)度的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來說，σ相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)析出卻(que)是必須重視的(de)(de)問題。此外鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)及其焊(han)(han)接接頭一旦出現(xian)σ相(xiang)(xiang)(xiang)，可(ke)采用加(jia)(jia)熱(re)到高于(yu)其形成(cheng)(cheng)的(de)(de)溫(wen)度，保(bao)溫(wen)急(ji)冷，加(jia)(jia)以去除。


4. 457℃(α'析出）脆化


  鉻含量大于15%的(de)(de)鐵素體不銹鋼及同質焊(han)縫在(zai)400~600℃停(ting)留，將發生α'的(de)(de)析出，強度、硬度顯著提高，韌性降低，因在(zai)457℃時(shi)α'的(de)(de)析出最迅(xun)速，故稱475℃脆化(hua)(hua)。但這種脆化(hua)(hua)現(xian)象在(zai)焊(han)后不會(hui)立即(ji)發生，只是在(zai)400~600℃范圍的(de)(de)溫度下(xia)長時(shi)間(jian)停(ting)留和工作的(de)(de)結構可能發生。所以應避免在(zai)這一(yi)溫度的(de)(de)環(huan)境下(xia)使用(yong)。475℃脆化(hua)(hua)可通過700~800℃的(de)(de)短時(shi)間(jian)加熱和立即(ji)水冷處理而消(xiao)除(chu)。


  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。