近年來研發的一種新型高純度鐵素體不(bu)銹鋼，其成分特點為超低碳（C＋N）及中Cr（質量分數為18％），同時添加了少量的合金元素Nb（質量分數為0.45％～0.50％）及Ti（質量分數約為0.15％）以實現Cr的雙穩定化；其組織特點為單相鐵素體組織，高溫到室溫無組織轉變；性能特點除了具有良好的耐蝕性外，同時還具有良好的力學性能。與奧氏體不銹鋼，相比，鐵素體不銹鋼導熱性好，熱脹系數小，且具有更好的經濟性。但使用成品的厚度一般都小于3mm，該鋼需經焊接加工時，厚度限制范圍更小，一般小于2mm。
某(mou)鋼生(sheng)產的(de)022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷軋退火(huo)鋼板，對其(qi)進(jin)行焊接工藝(yi)考核。其(qi)化學(xue)成分(fen)和(he)力學(xue)性能見(jian)表(biao)4-9和(he)表(biao)4-10。
1. 焊接(jie)參數的(de)選(xuan)定
焊(han)接(jie)方法采(cai)用鎢極(ji)(ji)氬弧焊(han)，鎢極(ji)(ji)直(zhi)徑為(wei)2.4mm，I形坡口水平對接(jie)焊(han)，氬氣流(liu)(liu)量為(wei)8～10L/min，電源極(ji)(ji)性為(wei)直(zhi)流(liu)(liu)正接(jie)。定(ding)位焊(han)后(hou)進行(xing)連續焊(han)接(jie)，選(xuan)擇不同焊(han)接(jie)參(can)數（見表4-11）來(lai)確定(ding)良(liang)好的焊(han)接(jie)接(jie)頭力(li)學性能和組織。
2. 對焊接接頭進行分析
a. 焊接接頭力學性能檢測：
按有關標準執行，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭室溫拉伸試(shi)驗結果見(jian)表4-12，可以(yi)看出(chu)：3號試(shi)樣由于(yu)焊(han)(han)接(jie)時添加了焊(han)(han)絲，焊(han)(han)縫(feng)有余(yu)高，因(yin)此抗靜載荷能力強(qiang)，斷裂(lie)(lie)位(wei)置在母材；1號和(he)2號試(shi)樣均(jun)斷裂(lie)(lie)于(yu)焊(han)(han)縫(feng)，其斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)不小于(yu)母材95％。從(cong)表4-12中還(huan)可以(yi)看出(chu)3個試(shi)樣熱影響區粗晶(jing)區的(de)硬度(du)值與母材相比變化不大。室溫彎(wan)曲(qu)試(shi)驗：焊(han)(han)縫(feng)位(wei)于(yu)試(shi)樣中心，彎(wan)曲(qu)直(zhi)徑為(wei)2倍試(shi)樣厚度(du)，彎(wan)曲(qu)角度(du)為(wei)180°。各個試(shi)樣的(de)面彎(wan)和(he)背彎(wan)試(shi)樣都合格(ge)，未出(chu)現裂(lie)(lie)紋(wen)，表明(ming)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有良好的(de)抗彎(wan)性能，其對晶(jing)粒度(du)不敏感。
b. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)室(shi)溫金相組織：
通過(guo)對(dui)比(bi)可以發(fa)現，1號(hao)試樣(yang)焊縫(feng)(feng)和熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗晶(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)和細晶(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)都特(te)別(bie)粗大(da)，粗晶(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)度達0～1級(ji)(ji)。2號(hao)試樣(yang)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗晶(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)和細晶(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)尺(chi)寸(cun)(cun)與1號(hao)試樣(yang)相比(bi)顯著減小，晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)度為4級(ji)(ji)。3號(hao)試樣(yang)由(you)于填充了E308L奧(ao)氏體焊絲(si)，焊縫(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)可以大(da)致分為兩部分，一是位于表(biao)層的(de)(de)(de)奧(ao)氏體區(qu)(qu)(qu)，熔合(he)比(bi)小，組織(zhi)為奧(ao)氏體焊態組織(zhi)；二是位于焊縫(feng)(feng)根(gen)部的(de)(de)(de)鐵素體區(qu)(qu)(qu)，熔合(he)比(bi)大(da)，組織(zhi)為粗大(da)的(de)(de)(de)柱狀晶(jing)(jing)，晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)生長方向(xiang)朝焊縫(feng)(feng)表(biao)面而(er)不是熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)，焊接熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)尺(chi)寸(cun)(cun)較小，晶(jing)(jing)粒(li)(li)(li)度在3～4級(ji)(ji)之(zhi)間，且寬度較窄(zhai)。另外，還觀察到3號(hao)試樣(yang)沒有明顯的(de)(de)(de)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)粗晶(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)過(guo)渡區(qu)(qu)(qu)，表(biao)明添加奧(ao)氏體焊絲(si)對(dui)改善接頭組織(zhi)，提高力(li)學性能是有益的(de)(de)(de)。
眾(zhong)所(suo)周(zhou)知，鐵(tie)素(su)體不銹鋼晶粒受(shou)熱(re)易粗化，在焊(han)(han)接熱(re)循環過程中，熱(re)影響(xiang)區晶粒不可避免地長大而(er)使(shi)性能下(xia)降。對于(yu)022Cr18NbTi鐵(tie)素(su)體不銹鋼焊(han)(han)接而(er)言，焊(han)(han)接參數可調范圍比較窄，不但(dan)要嚴格控制焊(han)(han)接熱(re)輸入，而(er)且要控制焊(han)(han)接電(dian)流(liu)處(chu)于(yu)一個較低的(de)水平。
