在動力裝置、石油化工和造紙設備中，有許多焊接結構是奧氏體不銹鋼與珠光體鋼焊接而成的。奧氏體型不銹鋼用于容器、罐體結構內壁接觸腐蝕介質或耐高溫的部位，常用的材質有Cr18Ni9系列和Cr23Ni13系列；珠光體鋼則用于其余要求不苛刻的部位，其材質有低碳鋼、低合金鋼、鉻鉬熱穩定性鋼等。使用這種焊接結構能節省大量的不銹鋼材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異種(zhong)鋼焊接時，每(mei)一種(zhong)（側）母材(cai)受到(dao)焊接熱(re)循環而發生的(de)(de)(de)組織(zhi)轉變以及(ji)隨之可能出現的(de)(de)(de)各種(zhong)焊接問題，如(ru)淬火(huo)硬化(hua)、退火(huo)或回火(huo)軟化(hua)、冷(leng)裂紋(wen)、再(zai)(zai)熱(re)裂紋(wen)、液化(hua)裂紋(wen)等，都和同種(zhong)材(cai)料(liao)(liao)焊接時基本相同，因此(ci)在(zai)此(ci)不(bu)再(zai)(zai)重復(fu)。以下所要討論的(de)(de)(de)異種(zhong)鋼焊接性問題只是(shi)集中(zhong)于(yu)焊縫和熔合區。因為這里的(de)(de)(de)金屬成分組成十分復(fu)雜，受到(dao)兩種(zhong)不(bu)同成分的(de)(de)(de)母材(cai)和第三(san)種(zhong)成分的(de)(de)(de)填(tian)充材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)共同制約(yue)，且又(you)受到(dao)焊接工藝的(de)(de)(de)強烈影響。
1. 焊縫的(de)成分、相組成及其調控(kong)
奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼（A）與珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼（B）焊(han)接時，焊(han)縫(feng)金屬平均(jun)成(cheng)分(fen)由兩種(zhong)不(bu)同(tong)類型的(de)母材（A和B）同(tong)填(tian)充金屬（C）混合所(suo)組(zu)成(cheng)。由于珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼中不(bu)含有(you)或僅含有(you)少量的(de)合金元素(su)，若它溶(rong)入焊(han)縫(feng)金屬的(de)份(fen)額增(zeng)大(da)，則會沖淡焊(han)縫(feng)金屬的(de)合金濃度(du)，從而改變焊(han)縫(feng)金屬的(de)化學成(cheng)分(fen)和組(zu)織(zhi)狀態，這種(zhong)現象稱(cheng)為母材對焊(han)縫(feng)金屬的(de)稀釋(shi)作(zuo)用(yong)。
對(dui)于奧氏體(ti)型不銹鋼與珠光(guang)體(ti)鋼的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫，希望母材在焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬中所(suo)占比例要(yao)小，即稀(xi)釋(shi)度(du)小一些(xie)而且要(yao)求熔(rong)合比穩定，其目的(de)(de)是減少焊(han)(han)(han)(han)縫裂紋，保證焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)性能。影響焊(han)(han)(han)(han)縫稀(xi)釋(shi)程(cheng)度(du)的(de)(de)因(yin)素很(hen)多，有焊(han)(han)(han)(han)縫形(xing)狀、焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流、電(dian)弧(hu)電(dian)壓(ya)、焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du)等。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)不同(tong)對(dui)焊(han)(han)(han)(han)縫稀(xi)釋(shi)程(cheng)度(du)影響很(hen)大，圖5-3所(suo)示列出了幾種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)可(ke)獲得熔(rong)合比的(de)(de)范圍。
在(zai)Q235鋼(gang)與(yu)12Cr18Ni9 不銹鋼(gang)的(de)焊(han)縫(feng)金屬中(zhong)，如(ru)果由(you)于焊(han)縫(feng)的(de)過分稀釋(shi)，可(ke)使焊(han)縫(feng)中(zhong)熔合(he)比(bi)（％）奧氏(shi)體形成元素(su)不足(zu)，結(jie)果在(zai)焊(han)縫(feng)中(zhong)出(chu)現馬氏(shi)圖(tu)(tu)5-3 焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法對熔合(he)比(bi)的(de)影(ying)響體組(zu)織，使焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)脆(cui)性增大，導致焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形成裂紋。可(ke)以借(jie)助于圖(tu)(tu)5-4不銹鋼(gang)（舍(she)夫勒）組(zu)織圖(tu)(tu)來討(tao)論分析，首(shou)先(xian)將(jiang)鋼(gang)的(de)各合(he)金元素(su)含量(liang)按下列(lie)公式折算成鉻(ge)當(dang)(dang)量(liang)和鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)：鉻(ge)當(dang)(dang)量(liang)Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再在(zai)圖(tu)(tu)5-4找出(chu)相應的(de)點，即(ji)可(ke)知該鋼(gang)焊(han)縫(feng)的(de)正常冷卻組(zu)織中(zhong)的(de)相組(zu)成。
例(li)如，12Cr18Ni9鋼(gang)與Q235鋼(gang)沒(mei)有(you)焊接以(yi)前(qian)，經過鉻當(dang)(dang)量和鎳當(dang)(dang)量的(de)(de)(de)計算，見表5-3。分別(bie)(bie)為(wei)圖5-4中(zhong)的(de)(de)(de)a、b兩點(dian)，如果不加填(tian)充金(jin)屬進行鎢極氬弧焊，假定這兩種金(jin)屬熔入焊道(dao)的(de)(de)(de)中(zhong)比(bi)例(li)各為(wei)一半，其熔合(he)比(bi)分別(bie)(bie)是50％，則在圖5-4中(zhong)可(ke)找(zhao)到對(dui)應的(de)(de)(de)f點(dian)。從圖中(zhong)可(ke)以(yi)看出f點(dian)所處焊縫金(jin)屬的(de)(de)(de)位置(zhi)為(wei)馬(ma)氏體組織。眾所周知，馬(ma)氏體組織是一個(ge)又(you)脆(cui)又(you)硬的(de)(de)(de)組織，容易使焊縫產(chan)生裂紋。
采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)(shi)，對常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)屬(shu)(shu)(shu)進(jin)行過(guo)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算，計算結果(guo)見(jian)表5-4。首先(xian)選用(yong)不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)牌號(hao)A102（E308型(xing)）作(zuo)為填充金(jin)屬(shu)(shu)(shu)，其鉻(ge)(ge)(ge)(ge)、鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)對應(ying)于(yu)圖5-4中(zhong)c點(dian)。此(ci)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)這兩(liang)(liang)(liang)(liang)種(zhong)(zhong)材(cai)料時(shi)(shi)(shi)，假定這兩(liang)(liang)(liang)(liang)種(zhong)(zhong)母(mu)(mu)(mu)材(cai)熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)數量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)同，即(ji)兩(liang)(liang)(liang)(liang)種(zhong)(zhong)母(mu)(mu)(mu)材(cai)混(hun)合熔(rong)(rong)化后鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)仍為原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)f點(dian)，則(ze)(ze)當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)(mu)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)發生變化時(shi)(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)分數沿fc線(xian)段(duan)各(ge)點(dian)移(yi)動而(er)變化。當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)(mu)材(cai)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)為40％時(shi)(shi)(shi)，即(ji)兩(liang)(liang)(liang)(liang)種(zhong)(zhong)母(mu)(mu)(mu)材(cai)在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)各(ge)占20％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)分數時(shi)(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)(liang)分數相(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)g點(dian)；當(dang)(dang)(dang)(dang)母(mu)(mu)(mu)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)為30％時(shi)(shi)(shi)為h點(dian)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)組(zu)織(zhi)為奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)＋馬氏體(ti)(ti)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭仍有(you)形成裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能。在完(wan)全(quan)相(xiang)同和條(tiao)(tiao)(tiao)件(jian)下，若改變焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)屬(shu)(shu)(shu)成分，用(yong)A307牌號(hao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)（即(ji)E309型(xing)）進(jin)行施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)敷金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)為圖5-4中(zhong)d點(dian)。如果(guo)母(mu)(mu)(mu)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)為40％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)圖5-4中(zhong)i點(dian)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)近為全(quan)部奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，也(ye)有(you)可能產生裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)；若熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)為30％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)圖5-4中(zhong)j點(dian)，此(ci)時(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)含有(you)體(ti)(ti)積分數為2％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，對抗(kang)裂(lie)性和耐(nai)蝕(shi)性都是有(you)利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。若采用(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)（E310型(xing)）施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)敷金(jin)屬(shu)(shu)(shu)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)和鎳(nie)(nie)當(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)(liang)為圖5-4中(zhong)e點(dian)，如果(guo)母(mu)(mu)(mu)材(cai)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)仍為30％～40％（即(ji)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)位于(yu)圖5-4中(zhong)fe線(xian)段(duan)中(zhong)k、l兩(liang)(liang)(liang)(liang)點(dian)），焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)為單(dan)相(xiang)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，也(ye)易使(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭產生裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)。
這三(san)種不(bu)同牌號的不(bu)銹鋼焊條，其(qi)焊條熔(rong)敷金屬的鉻鎳(nie)當(dang)量見(jian)表5-4。
綜上分(fen)(fen)析(xi)，焊(han)(han)(han)接(jie)12Cr18Ni9不銹鋼與Q235鋼時(shi)，若不加填充金屬(shu)或用焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)采用A102焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)施(shi)焊(han)(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)不可避免地要出(chu)現(xian)脆硬(ying)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)織，導致焊(han)(han)(han)縫產生(sheng)裂(lie)(lie)紋。用A307焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)施(shi)焊(han)(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)熔合比要控(kong)制在(zai)30％以下，才能(neng)獲得較為(wei)理想(xiang)奧氏(shi)體(ti)＋鐵素體(ti)雙相組(zu)織。用A407焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)施(shi)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)組(zu)織為(wei)單(dan)相奧氏(shi)體(ti)組(zu)織，焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)也有形(xing)成熱裂(lie)(lie)紋的(de)(de)傾向。根據以上分(fen)(fen)析(xi)可知，由于珠(zhu)光體(ti)鋼的(de)(de)稀釋作(zuo)用，焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)成分(fen)(fen)和(he)(he)組(zu)織會發生(sheng)很(hen)大(da)變化。但是通過焊(han)(han)(han)接(jie)方法和(he)(he)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)的(de)(de)選擇(ze)以及對母材(cai)金屬(shu)熔合比的(de)(de)控(kong)制，可以在(zai)相當(dang)寬的(de)(de)范圍內調(diao)整焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)成分(fen)(fen)和(he)(he)組(zu)織。
2. 焊(han)縫邊(bian)緣的(de)成分過渡層
焊(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)(shu)熔(rong)池邊(bian)緣，金屬(shu)(shu)(shu)(shu)在(zai)液(ye)態持續時間最(zui)短，溫度(du)(du)也(ye)較熔(rong)池中(zhong)部低，液(ye)體(ti)(ti)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)流動性(xing)較差，容易結(jie)晶形成(cheng)(cheng)固態。由于(yu)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)一側(ce)與(yu)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接材料(liao)的化(hua)學成(cheng)(cheng)分和填充金屬(shu)(shu)(shu)(shu)不(bu)能(neng)充分混合，在(zai)此側(ce)的焊(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)(shu)中(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)所(suo)占(zhan)份額增大(da)，且越(yue)靠近熔(rong)合線(xian)稀釋(shi)程(cheng)度(du)(du)就(jiu)越(yue)大(da)。而在(zai)焊(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)(shu)熔(rong)池中(zhong)心(xin)，其稀釋(shi)程(cheng)度(du)(du)就(jiu)小。這樣，在(zai)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)與(yu)奧(ao)氏體(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接時，相鄰珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)一側(ce)熔(rong)合線(xian)的焊(han)縫中(zhong)存在(zai)一個(ge)成(cheng)(cheng)分梯(ti)度(du)(du)很大(da)的過渡(du)層。在(zai)過渡(du)層中(zhong)存在(zai)一層馬(ma)氏體(ti)(ti)組(zu)織，硬(ying)度(du)(du)很高，形成(cheng)(cheng)一個(ge)高硬(ying)度(du)(du)的馬(ma)氏體(ti)(ti)脆性(xing)層，有可能(neng)使熔(rong)合區遭到破壞，降低了(le)焊(han)接結(jie)構(gou)的可靠性(xing)。
過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)形(xing)成與焊(han)(han)接(jie)參數(shu)有很大關系(xi)：當選用大的(de)(de)(de)熱輸(shu)入進行焊(han)(han)接(jie)時，焊(han)(han)接(jie)電(dian)流很大，焊(han)(han)接(jie)速度(du)慢，焊(han)(han)縫(feng)金屬熔池邊緣(yuan)高溫停留時間延長。增(zeng)加熔池邊緣(yuan)高溫停留時間，有助于增(zeng)加熔池邊緣(yuan)液態(tai)金屬的(de)(de)(de)流動性和(he)拌攪作用，使過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)減小。同時馬氏體脆(cui)性層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)里含鎳(nie)量(liang)有關：當過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中w（Ni）低于5％～6％時，將(jiang)產生馬氏體組織如圖5-5所(suo)示(shi)。從(cong)圖中可以看出(chu)，脆(cui)性層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)寬(kuan)(kuan)度(du)B與焊(han)(han)縫(feng)中鎳(nie)含量(liang)成反(fan)比(bi)。當填(tian)充(chong)金屬選用H08Cr21Ni10時，脆(cui)性層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)寬(kuan)(kuan)度(du)為B1，是比(bi)較大的(de)(de)(de)；當采用Cr15Ni25Mo6 填(tian)充(chong)金屬時，此時脆(cui)性層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)寬(kuan)(kuan)度(du)縮小到B3；當使用鎳(nie)基焊(han)(han)接(jie)材(cai)料時，脆(cui)性層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)將(jiang)會完全消(xiao)失。
3. 熔合區的碳擴散
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與珠光(guang)(guang)體(ti)鋼(gang)焊成焊接接頭，在焊后熱處理或高(gao)溫運行服役(yi)時(shi)，其熔(rong)合(he)區附近會發生碳由珠光(guang)(guang)體(ti)鋼(gang)母材向奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊縫(feng)的擴散。在碳化物(wu)形成元素含(han)量(liang)低(di)的珠光(guang)(guang)體(ti)鋼(gang)一(yi)側產生脫碳層，而(er)相鄰的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊縫(feng)一(yi)側產生增碳層。
碳擴散的結(jie)果，熔合區的珠光(guang)體(ti)組織(zhi)由于(yu)碳含(han)量(liang)降低而轉變(bian)(bian)(bian)為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)組織(zhi)導致軟化，且(qie)在(zai)高(gao)溫(wen)的長時(shi)間作用下，鐵(tie)素(su)體(ti)晶粒(li)還(huan)會(hui)顯著地長大(da)；同時(shi)增碳層中的碳化物(wu)也變(bian)(bian)(bian)得粗大(da)，硬度(du)非(fei)常(chang)高(gao)。焊接接頭(tou)在(zai)這種軟硬交接層的抗蠕(ru)變(bian)(bian)(bian)性能大(da)大(da)降低，在(zai)高(gao)溫(wen)下長時(shi)間服(fu)役，交接處(chu)會(hui)出現蠕(ru)變(bian)(bian)(bian)孔(kong)洞并逐漸(jian)發展成為(wei)顯微裂(lie)紋，最后導致焊接接頭(tou)斷裂(lie)失(shi)效。
此外，若提高(gao)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼與(yu)珠光體鋼焊(han)縫中(zhong)的(de)鎳(nie)含量，就(jiu)可以減(jian)輕碳從(cong)珠光體鋼母材向奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)縫金屬中(zhong)的(de)擴散遷(qian)移(yi)。若選用鎳(nie)基合金作(zuo)為填充金屬，這種(zhong)碳的(de)擴散遷(qian)移(yi)就(jiu)不(bu)(bu)存在。
4. 熔(rong)合區(qu)的熱應力
焊態的(de)接(jie)(jie)(jie)頭通常都存很(hen)大(da)的(de)殘(can)余應(ying)力，焊縫及其附近的(de)金屬(shu)處(chu)于拉應(ying)力狀態，其余部(bu)分的(de)金屬(shu)受(shou)到壓應(ying)力的(de)作用。然而在異種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)接(jie)(jie)(jie)頭中，由(you)于奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)線脹系數比珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)大(da)，從(cong)而導致焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭殘(can)余應(ying)力增大(da)。這樣，異種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)接(jie)(jie)(jie)頭在高溫(wen)下長時間運行(xing)(xing)期間，更(geng)突出的(de)表現在運行(xing)(xing)溫(wen)度(du)波動（特別是開(kai)、停(ting)車）時，焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭處(chu)于熱疲勞狀態。如(ru)果采用鎳基合金作為填(tian)充材料，由(you)于鎳基合金的(de)熱脹系數與珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)相近，在珠光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)母材一側(ce)，焊接(jie)(jie)(jie)殘(can)余應(ying)力就可(ke)能減少。
根(gen)據以上分析可見(jian)，以奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)為填充金屬(shu)焊(han)接奧氏(shi)體(ti)-珠(zhu)光(guang)體(ti)異種材料(liao)副時，成分不均勻所(suo)導致的(de)脆性過渡(du)層、碳(tan)擴散問(wen)題以及膨脹系數(shu)所(suo)導致的(de)溫(wen)(wen)度差應力和變溫(wen)(wen)疲勞問(wen)題均發生在珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)一側(ce)焊(han)縫的(de)熔合區，因而成為矛盾的(de)焦點。大量的(de)失效案例均證(zheng)明了這一點。
5. 延遲(chi)紋
氫在不同的組織中，其溶解度和擴散系數也不同且與溫度有關。例如，當溫度為500℃時，氫在奧氏體組中溶解度為4cm3／100g，而在鐵素體組織中為0.75cm3／100g；在溫度為100℃時，氫在奧氏體組織中溶解度降到0.9cm3／100g；而在鐵素體組織中的溶解度只有0.2cm3／100g。氫在奧氏體的擴散率可比其在鐵素體中小二、三個數量級。在異種金屬焊接時珠光體鋼一側的熔合線區，奧氏體焊縫中大量過飽和氫不易直接向大氣逸出，而是向擴散系數大得多的珠光體鋼中擴散，造成珠光體鋼中擴散氫的聚集，從而為延遲裂紋創造了條件。因此，異種鋼焊接接頭珠光體鋼的冷裂紋的傾向應當比同種鋼焊接時更為嚴重，特別是當成分過渡區中有較厚的馬氏體脆性層時尤為突出。
