奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)與低(di)碳或低(di)合金鋼(gang)焊(han)接(jie)是最常見的異種鋼(gang)焊(han)接(jie)。這種異種鋼(gang)接(jie)頭使用(yong)環境也特別復(fu)雜，有的是在(zai)低(di)溫(wen)環境下(xia)使用(yong)，有的在(zai)高溫(wen)下(xia)使用(yong)；有的要求耐腐蝕，有時(shi)則要求耐疲勞(lao)，這些都要求在(zai)選擇焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)和(he)焊(han)接(jie)工藝時(shi)必須認真考(kao)慮。


1. 稀(xi)釋問(wen)題


  在異(yi)種鋼(gang)的焊接(jie)過(guo)程中，由于基體(ti)金(jin)屬(shu)的熔化而(er)使焊縫金(jin)屬(shu)受(shou)到稀(xi)釋，焊縫金(jin)屬(shu)的成(cheng)分是由填(tian)充金(jin)屬(shu)的成(cheng)分、母材成(cheng)分及(ji)熔合比(bi)確(que)定的，這樣可(ke)以在不銹鋼(gang)織圖上（舍夫勒組(zu)織圖）大致(zhi)預測出焊縫金(jin)屬(shu)的組(zu)織狀態，也(ye)能(neng)大致(zhi)知道焊縫的性能(neng)，保證接(jie)頭的機械(xie)性能(neng)和抗裂性能(neng)。


2. 熔合區的(de)塑性


  奧氏體不銹鋼與低碳或低合金鋼焊接時，一般選擇奧氏體焊縫金屬。由于稀釋作用，往往會在過渡區產生脆性的馬氏體組織，即在焊縫金屬中靠近母材一側熔合區附近存在一個窄的低塑性帶。低塑性帶的化學成分和組織均不同于焊縫的其他部位，寬度一般為0.2~0.6mm,位置在熔合區中靠熔合線的邊緣。熔合區的寬度隨填充金屬的種類不同而不同（見表4-1)。熔合區中低塑性的馬氏體組織存在，明顯地降低接頭的沖擊韌性，對于在低溫下工作和承受沖擊載荷的異種鋼接頭，應選用鎳基合金材料作為填充金屬，以減少熔合區的脆性馬氏體層的寬度和熔合線附近沖擊韌性的降低幅度。


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3. 碳的擴(kuo)散(san)


  前(qian)面已經提(ti)及的(de)異(yi)種接頭，在(zai)焊后(hou)熱處(chu)理或高(gao)溫環(huan)境中使(shi)(shi)用時(shi)，由于兩(liang)側(ce)強碳(tan)化(hua)物(wu)形成(cheng)元素(su)(su)含量和組(zu)(zu)織(zhi)的(de)不(bu)同(tong)而(er)產(chan)生碳(tan)的(de)遷(qian)移。在(zai)低(di)(di)碳(tan)或低(di)(di)合金鋼一側(ce)形成(cheng)脫(tuo)碳(tan)層，由于碳(tan)的(de)減(jian)少(shao)，將變成(cheng)鐵素(su)(su)體組(zu)(zu)織(zhi)而(er)軟化(hua)，同(tong)時(shi)促使(shi)(shi)脫(tuo)碳(tan)區(qu)的(de)晶粒長大(da)，沿熔(rong)合線(xian)形成(cheng)一層粗晶粒區(qu)。在(zai)焊縫一側(ce)形成(cheng)增碳(tan)層，除一部(bu)分(fen)碳(tan)溶入基體以外，剩余的(de)碳(tan)元素(su)(su)則以鉻的(de)碳(tan)化(hua)物(wu)形態析(xi)出，使(shi)(shi)組(zu)(zu)織(zhi)硬(ying)化(hua)。研究表明：焊縫金屬中含鎳量的(de)提(ti)高(gao)，脫(tuo)碳(tan)層寬度減(jian)小。當含鎳量提(ti)高(gao)到25%時(shi)，脫(tuo)碳(tan)層寬度的(de)減(jian)小將十分(fen)顯(xian)著。


  碳的(de)(de)(de)擴散遷移對(dui)(dui)接頭的(de)(de)(de)常溫(wen)(wen)和(he)高溫(wen)(wen)瞬時強度不良影響比較小，但對(dui)(dui)持久強度和(he)疲勞極限的(de)(de)(de)影響較大(da)，而且斷(duan)裂部位(wei)大(da)部分(fen)發(fa)(fa)生在(zai)(zai)熔(rong)合(he)區的(de)(de)(de)脫(tuo)碳層上。隨(sui)著碳擴散的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展、接頭在(zai)(zai)熔(rong)合(he)區發(fa)(fa)生脆性斷(duan)裂的(de)(de)(de)傾向增大(da)。


4. 熱應力(li)及其影(ying)響


  奧氏體(ti)不(bu)銹鋼熱膨(peng)脹(zhang)系數(shu)比低碳或低合金(jin)鋼大30%~60%,導熱系數(shu)卻(que)只有(you)低碳或低合金(jin)鋼的(de)(de)30%~40%.這(zhe)樣兩種材料的(de)(de)接頭，焊后(hou)會引起熱應(ying)力。而這(zhe)種熱應(ying)力是(shi)不(bu)可能通過熱處理來消除的(de)(de)，這(zhe)種永存的(de)(de)熱應(ying)力對接頭性(xing)能影響很大。


  奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)與(yu)低碳(tan)或(huo)低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)異(yi)種材料的(de)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)在(zai)(zai)周期性(xing)加(jia)熱和冷卻條件下(xia)工作(zuo)時，接(jie)(jie)頭(tou)(tou)承受著(zhu)嚴重的(de)熱應(ying)變應(ying)力(li)，由(you)于(yu)低碳(tan)或(huo)低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)一(yi)(yi)側的(de)熔合(he)(he)區或(huo)熱影(ying)響區韌性(xing)相對(dui)較差(cha)，所以(yi)很(hen)容易(yi)沿(yan)這一(yi)(yi)側熔合(he)(he)線(xian)產(chan)生熱疲勞(lao)裂紋。熱疲勞(lao)裂紋會在(zai)(zai)熱應(ying)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)，沿(yan)著(zhu)弱(ruo)化(hua)的(de)脫(tuo)碳(tan)層(ceng)擴展而(er)導致接(jie)(jie)頭(tou)(tou)破壞。由(you)于(yu)鎳基合(he)(he)金(jin)的(de)熱膨脹(zhang)系數(shu)介(jie)于(yu)奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)與(yu)低碳(tan)或(huo)低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)之間，這樣就減弱(ruo)了(le)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)因熱膨脹(zhang)系數(shu)不同而(er)產(chan)生的(de)應(ying)力(li)。因此，在(zai)(zai)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性(xing)能(neng)要求(qiu)高的(de)情況下(xia)，采(cai)用(yong)(yong)鎳基合(he)(he)金(jin)焊(han)接(jie)(jie)材料改(gai)善接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性(xing)能(neng)是非常有效的(de)。