奧氏(shi)體不(bu)銹鋼與低碳或低合金鋼焊接(jie)是最常見的異(yi)種鋼焊接(jie)。這種異(yi)種鋼接(jie)頭(tou)使用(yong)(yong)環境也特別(bie)復雜(za)，有(you)的是在低溫環境下使用(yong)(yong)，有(you)的在高溫下使用(yong)(yong)；有(you)的要(yao)求耐腐蝕(shi)，有(you)時則要(yao)求耐疲勞(lao)，這些都要(yao)求在選擇焊接(jie)材(cai)料和焊接(jie)工藝時必(bi)須(xu)認真考慮(lv)。


1. 稀(xi)釋問(wen)題


  在異種鋼的(de)焊(han)接過(guo)程中，由(you)于基體金(jin)屬(shu)的(de)熔化而使焊(han)縫金(jin)屬(shu)受到稀釋，焊(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)成(cheng)分(fen)(fen)是由(you)填充金(jin)屬(shu)的(de)成(cheng)分(fen)(fen)、母材成(cheng)分(fen)(fen)及熔合比確定的(de)，這(zhe)樣(yang)可以在不(bu)銹鋼織圖上（舍夫勒組織圖）大(da)致預測(ce)出(chu)焊(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)組織狀態，也能大(da)致知道焊(han)縫的(de)性能，保證接頭的(de)機械(xie)性能和抗裂(lie)性能。


2. 熔合(he)區(qu)的(de)塑性


  奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)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. 碳的擴散(san)


  前面已經提及的(de)(de)(de)異種接頭，在焊(han)(han)后熱(re)處理或(huo)高溫環境中使用時(shi)(shi)，由于兩側(ce)強碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)形成(cheng)(cheng)元素含量(liang)和組織的(de)(de)(de)不同而產生(sheng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)遷移。在低碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)或(huo)低合金(jin)鋼一(yi)側(ce)形成(cheng)(cheng)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，由于碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)減少，將變成(cheng)(cheng)鐵素體組織而軟化(hua)，同時(shi)(shi)促(cu)使脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)區的(de)(de)(de)晶(jing)粒長大，沿熔合線(xian)形成(cheng)(cheng)一(yi)層(ceng)粗晶(jing)粒區。在焊(han)(han)縫一(yi)側(ce)形成(cheng)(cheng)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)，除一(yi)部分(fen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)溶入基體以(yi)外，剩余(yu)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)元素則以(yi)鉻的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)形態(tai)析出，使組織硬(ying)化(hua)。研(yan)究表明：焊(han)(han)縫金(jin)屬中含鎳量(liang)的(de)(de)(de)提高，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)寬(kuan)度(du)(du)減小。當(dang)含鎳量(liang)提高到25%時(shi)(shi)，脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)寬(kuan)度(du)(du)的(de)(de)(de)減小將十分(fen)顯著。


  碳的(de)擴散遷(qian)移對接頭的(de)常溫和高溫瞬時(shi)強度不良影響比較(jiao)小，但對持久強度和疲(pi)勞極限的(de)影響較(jiao)大(da)(da)，而且斷裂部位大(da)(da)部分發(fa)(fa)生在(zai)熔合區(qu)的(de)脫碳層上。隨著(zhu)碳擴散的(de)發(fa)(fa)展、接頭在(zai)熔合區(qu)發(fa)(fa)生脆性(xing)斷裂的(de)傾向增大(da)(da)。


4. 熱(re)應力及其影響


  奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼熱膨脹系數(shu)比低(di)碳(tan)(tan)或低(di)合金鋼大30%~60%,導熱系數(shu)卻只有(you)低(di)碳(tan)(tan)或低(di)合金鋼的30%~40%.這樣兩種(zhong)材料的接(jie)頭(tou)，焊后會引(yin)起熱應(ying)力。而這種(zhong)熱應(ying)力是不(bu)可(ke)能通過熱處理來消除的，這種(zhong)永存(cun)的熱應(ying)力對接(jie)頭(tou)性能影響很大。


  奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)與低(di)碳(tan)或低(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)異種(zhong)材料(liao)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)在(zai)(zai)(zai)周期(qi)性(xing)加熱(re)(re)(re)和(he)冷(leng)卻條(tiao)件下工作(zuo)時，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)承受著嚴重的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)應(ying)(ying)(ying)變(bian)應(ying)(ying)(ying)力，由于(yu)低(di)碳(tan)或低(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)一側的(de)(de)(de)熔合區或熱(re)(re)(re)影(ying)響區韌(ren)性(xing)相對較差，所以(yi)很容易沿這(zhe)一側熔合線產生(sheng)熱(re)(re)(re)疲(pi)勞裂紋。熱(re)(re)(re)疲(pi)勞裂紋會在(zai)(zai)(zai)熱(re)(re)(re)應(ying)(ying)(ying)力的(de)(de)(de)作(zuo)用下，沿著弱化的(de)(de)(de)脫碳(tan)層擴展而導致接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)破壞。由于(yu)鎳基合金(jin)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)膨脹系(xi)數介于(yu)奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)與低(di)碳(tan)或低(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)之(zhi)間，這(zhe)樣(yang)就減弱了接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)因(yin)熱(re)(re)(re)膨脹系(xi)數不(bu)同而產生(sheng)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力。因(yin)此，在(zai)(zai)(zai)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)性(xing)能要求(qiu)高的(de)(de)(de)情況下，采用鎳基合金(jin)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料(liao)改(gai)善接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)性(xing)能是非常有效(xiao)的(de)(de)(de)。