奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)與(yu)低(di)碳或低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)是最常見的(de)異種鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)。這(zhe)種異種鋼(gang)(gang)接(jie)頭使用(yong)環境(jing)也(ye)特別(bie)復雜，有(you)(you)的(de)是在(zai)低(di)溫環境(jing)下使用(yong)，有(you)(you)的(de)在(zai)高(gao)溫下使用(yong)；有(you)(you)的(de)要求(qiu)(qiu)耐腐蝕(shi)，有(you)(you)時則要求(qiu)(qiu)耐疲勞，這(zhe)些都要求(qiu)(qiu)在(zai)選擇焊(han)接(jie)材料和焊(han)接(jie)工藝時必須認真考慮。


1. 稀釋問題(ti)


  在異(yi)種鋼(gang)的(de)焊(han)(han)接過程中，由(you)于基體金(jin)屬(shu)(shu)的(de)熔(rong)化而使(shi)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)受到稀釋(shi)，焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)成分(fen)是由(you)填充金(jin)屬(shu)(shu)的(de)成分(fen)、母材成分(fen)及熔(rong)合比確(que)定的(de)，這樣(yang)可(ke)以(yi)在不銹鋼(gang)織(zhi)圖上（舍夫(fu)勒組織(zhi)圖）大致預測出(chu)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)組織(zhi)狀態，也能大致知(zhi)道焊(han)(han)縫的(de)性(xing)(xing)能，保證(zheng)接頭(tou)的(de)機(ji)械性(xing)(xing)能和抗裂性(xing)(xing)能。


2. 熔合區的塑性


  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. 碳的擴散(san)


  前面已經提及的(de)(de)異(yi)種接(jie)頭，在(zai)焊后熱處(chu)理或(huo)(huo)高溫環(huan)境(jing)中(zhong)使(shi)(shi)用時，由于(yu)兩側強碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成元(yuan)素(su)含量(liang)和組(zu)織(zhi)的(de)(de)不同而產生碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)遷(qian)移(yi)。在(zai)低碳(tan)(tan)(tan)或(huo)(huo)低合(he)金鋼一側形(xing)成脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層，由于(yu)碳(tan)(tan)(tan)的(de)(de)減(jian)少，將(jiang)變成鐵素(su)體組(zu)織(zhi)而軟化(hua)，同時促(cu)使(shi)(shi)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)區(qu)的(de)(de)晶粒長大，沿熔合(he)線形(xing)成一層粗晶粒區(qu)。在(zai)焊縫一側形(xing)成增碳(tan)(tan)(tan)層，除一部分碳(tan)(tan)(tan)溶入(ru)基(ji)體以外，剩余的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)元(yuan)素(su)則以鉻的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)形(xing)態析出，使(shi)(shi)組(zu)織(zhi)硬(ying)化(hua)。研(yan)究表(biao)明：焊縫金屬(shu)中(zhong)含鎳量(liang)的(de)(de)提高，脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層寬度減(jian)小。當含鎳量(liang)提高到25%時，脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層寬度的(de)(de)減(jian)小將(jiang)十分顯著(zhu)。


  碳(tan)(tan)的(de)擴散遷(qian)移對接(jie)頭的(de)常(chang)溫和高溫瞬時強度不良(liang)影響比較小，但(dan)對持(chi)久(jiu)強度和疲(pi)勞極限的(de)影響較大，而且斷(duan)裂部(bu)(bu)位大部(bu)(bu)分(fen)發(fa)生在(zai)熔(rong)合(he)區的(de)脫碳(tan)(tan)層上。隨(sui)著碳(tan)(tan)擴散的(de)發(fa)展、接(jie)頭在(zai)熔(rong)合(he)區發(fa)生脆性斷(duan)裂的(de)傾(qing)向(xiang)增大。


4. 熱(re)應(ying)力及其影響


  奧氏體不銹(xiu)鋼熱(re)(re)(re)膨脹系(xi)數(shu)(shu)比低(di)碳或低(di)合金鋼大(da)30%~60%,導熱(re)(re)(re)系(xi)數(shu)(shu)卻只有低(di)碳或低(di)合金鋼的30%~40%.這樣兩種(zhong)(zhong)材料的接頭，焊后會引起(qi)熱(re)(re)(re)應(ying)力(li)。而(er)這種(zhong)(zhong)熱(re)(re)(re)應(ying)力(li)是(shi)不可能(neng)通過熱(re)(re)(re)處理來(lai)消(xiao)除的，這種(zhong)(zhong)永存的熱(re)(re)(re)應(ying)力(li)對接頭性能(neng)影響(xiang)很大(da)。


  奧氏(shi)體不銹鋼(gang)與低碳(tan)或低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)異種材料的(de)接(jie)(jie)頭(tou)在(zai)周(zhou)期性(xing)加熱(re)(re)(re)(re)和冷卻條件(jian)下工作時，接(jie)(jie)頭(tou)承受著(zhu)嚴(yan)重的(de)熱(re)(re)(re)(re)應變應力(li)，由于低碳(tan)或低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)一側的(de)熔合(he)區(qu)或熱(re)(re)(re)(re)影響區(qu)韌性(xing)相對較(jiao)差，所以很容易沿這一側熔合(he)線產生(sheng)熱(re)(re)(re)(re)疲(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)紋。熱(re)(re)(re)(re)疲(pi)勞(lao)(lao)裂(lie)紋會在(zai)熱(re)(re)(re)(re)應力(li)的(de)作用下，沿著(zhu)弱(ruo)化(hua)的(de)脫(tuo)碳(tan)層(ceng)擴展(zhan)而(er)導致接(jie)(jie)頭(tou)破壞(huai)。由于鎳基合(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)(re)(re)膨脹系數介于奧氏(shi)體鋼(gang)與低碳(tan)或低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)之間，這樣就(jiu)減(jian)弱(ruo)了接(jie)(jie)頭(tou)因熱(re)(re)(re)(re)膨脹系數不同而(er)產生(sheng)的(de)應力(li)。因此，在(zai)接(jie)(jie)頭(tou)性(xing)能(neng)要求高的(de)情況下，采用鎳基合(he)金(jin)(jin)焊接(jie)(jie)材料改善接(jie)(jie)頭(tou)性(xing)能(neng)是非常有效的(de)。