奧氏體不銹鋼是使用最為廣泛的不銹鋼(gang)，這和它具有良好的機械性能、耐腐蝕性能，其焊接性在高合金鋼中被認為是最好有關。鉻-鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼具有良好的焊接性，無(wu)(wu)淬(cui)硬性，因而(er)在熱影響區內無(wu)(wu)淬(cui)硬現象(xiang)，同(tong)時也(ye)無(wu)(wu)晶粒粗大化現象(xiang)。但在焊接中存(cun)在以(yi)下問(wen)題：


  奧氏體不銹鋼(gang)焊接接頭可有三種晶間腐蝕的情況：焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀狀腐蝕。關于奧氏體鋼晶間腐蝕的機理，一般用“貧鉻”理論來解釋。在固溶狀態下，奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中，過飽和的碳將以Cr23C6的形式沿晶界析出。由于Cr23C6中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量，因而使得晶界附近的含鉻量顯著下降，晶內的鉻原子又來不及擴散及時補充，故形成貧鉻層（Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內低得多，在腐蝕介質的作用下，電極電位低的晶界將成為陽極，而被腐蝕溶解。


①. 焊縫晶(jing)間腐蝕(shi)和(he)母材(cai)上敏化(hua)溫度區腐蝕(shi)


  18-8型(xing)不銹鋼(gang)在450~850℃溫度(du)加(jia)熱時，具有晶間腐蝕傾向，這(zhe)一溫度(du)范圍稱為敏化溫度(du)區間。


  焊縫(feng)晶間腐蝕可有兩種(zhong)情況(kuang)：一種(zhong)情況(kuang)為(wei)焊接線能量過(guo)大或多層焊時焊縫(feng)金屬(shu)在敏(min)化溫(wen)度(du)區間停留時間過(guo)長所引(yin)起，即焊接狀態下已有碳化鉻(ge)析出(chu)而形成貧鉻(ge)層；另一種(zhong)情況(kuang)是焊接狀態下耐蝕性良(liang)好，焊后經受了敏(min)化加熱的作用，因(yin)而具(ju)有晶間腐蝕傾向。


  熱影響區(qu)、敏(min)化(hua)區(qu)的(de)(de)晶間(jian)腐(fu)蝕傾向也(ye)是由于形成貧(pin)鉻層所致。但因為焊接(jie)熱循環(huan)具有快(kuai)速連續(xu)加熱的(de)(de)特(te)點，碳化(hua)鉻的(de)(de)析(xi)出需要在更高的(de)(de)溫度(du)下才(cai)能(neng)較快(kuai)進行(xing)，因此，焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)敏(min)化(hua)區(qu)溫度(du)范圍為600~1000℃,要比平衡加熱條件(jian)下的(de)(de)敏(min)化(hua)區(qu)溫度(du)（450~850℃)高。


焊(han)縫(feng)和(he)熱(re)影響區(qu)晶間腐蝕傾向(xiang)與含碳量、加熱(re)溫(wen)度和(he)保溫(wen)時(shi)間等因(yin)素有關。因(yin)此(ci)，為提高焊(han)接接頭抗晶腐蝕能力，一(yi)般宜采取以下措(cuo)施：


  a. 減小母材及焊縫中的含碳量，使加熱時減少或避免Cr23C6析出，可以消除產生貧鉻層的機會。例如，超低碳（C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低，具有優良的抗蝕性能，但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。


  b. 在(zai)鋼中添加穩(wen)定(ding)化(hua)元素(su) Ti、Nb等，使之優先形成MC,而避免形成貧鉻層。


  c. 使焊縫形成(cheng)奧氏(shi)(shi)體(ti)加(jia)少(shao)(shao)量鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)(de)(de)雙相組織。當(dang)焊縫中存在(zai)一定數量的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)時，可以細化(hua)晶(jing)(jing)粒，增加(jia)晶(jing)(jing)界面(mian)積，使晶(jing)(jing)界單位(wei)面(mian)積上的(de)(de)(de)碳化(hua)鉻析出量減少(shao)(shao)，減輕貧(pin)鉻程度。鉻在(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)中溶解(jie)度較大，Cr23C6優(you)先在(zai)鐵(tie)素(su)體(ti)中形成(cheng)，而(er)不(bu)致使奧氏(shi)(shi)體(ti)晶(jing)(jing)界貧(pin)鉻；此外，散在(zai)奧氏(shi)(shi)體(ti)之間(jian)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)，還可能防止腐蝕沿晶(jing)(jing)界向內部擴展。


  d. 控(kong)制在(zai)敏化溫度(du)區(qu)間(jian)的(de)停留(liu)時間(jian)。調整焊(han)(han)接(jie)熱(re)(re)循環，盡(jin)可能縮短600℃以上的(de)高(gao)(gao)溫停留(liu)時間(jian)，以防(fang)止焊(han)(han)縫及熱(re)(re)影響區(qu)大(da)量(liang)析出碳化鉻。如選擇(ze)能量(liang)密度(du)高(gao)(gao)的(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法（如等離子弧焊(han)(han)），選用(yong)較小(xiao)的(de)焊(han)(han)接(jie)線能量(liang)，焊(han)(han)縫背面(mian)(mian)通氬(ya)氣或采用(yong)銅墊增加(jia)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)冷卻速度(du)，減少起弧、收弧次數以避免重(zhong)復加(jia)熱(re)(re)，多層焊(han)(han)時與腐蝕(shi)介質(zhi)的(de)接(jie)觸(chu)面(mian)(mian)盡(jin)可能最后施(shi)焊(han)(han)等，均可以減少接(jie)頭的(de)晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。



 e. 焊后進行固溶處理或穩定化退火。固溶處理可使已析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中，但一般只適用于較小的工件。穩定化退火是將工件加熱到850~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出，并促使鉻加速擴散而消除貧鉻區。



②. 焊接接頭(tou)的刀狀腐蝕


  刀狀腐蝕簡稱刀蝕，它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕，只發生在含有穩定劑的奧氏體鋼（如06Cr18Ni11Ti、06Cr17Ni12Mo3Ti等）的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區的過熱區，沿熔合線發展，開始寬度僅3~5個晶粒，逐步擴大至1.0~1.5mm.因形狀如刀刃，故稱刀狀腐蝕。


  高溫過熱和中溫敏化是導致焊接接頭產生刀蝕的重要條件。含有穩定劑的奧氏體鋼，一般以固溶狀態供貨，此時鋼中少部分的碳固溶于奧氏體，其余大部分碳則形成TiC或NbC.焊接時，在溫度超過1200℃的過熱區中，這些碳化物將溶人固溶體。由于碳的擴散能力較強，在冷卻過程中將偏聚在晶界形成過飽和狀態，而鈦則因擴散能力低而留于晶內。當焊接接頭在敏化溫度區間再次加熱時，過飽和的碳將在晶間以Cr23C6形式析出，在晶界形成貧鉻層，使焊接接頭抗蝕性能降低。從以上分析可知，刀狀腐蝕的形成根源也在于晶間形成貧鉻層。


  防(fang)止(zhi)刀口腐蝕的措施如(ru)下(xia)：


 a. 降低含碳量


  這是防止刀(dao)狀腐蝕的很(hen)有效的措施。對于(yu)含有穩定化元素(su)的不銹鋼，含碳量最好(hao)不超(chao)過0.06%。


b. 采用合(he)理的(de)焊接工藝


  盡量(liang)選(xuan)擇較小的(de)線(xian)能(neng)量(liang)，以減少過熱(re)區在(zai)高溫(wen)停(ting)留時間，注意避免在(zai)焊(han)接過程產(chan)生“中溫(wen)敏化”的(de)效果。因此雙面焊(han)時，與腐蝕(shi)介質(zhi)接觸的(de)焊(han)縫(feng)應(ying)最后(hou)施焊(han)（這是大直徑厚(hou)壁(bi)焊(han)內(nei)焊(han)在(zai)外焊(han)之后(hou)再(zai)進行的(de)原(yuan)因所在(zai)），如不能(neng)實施，則應(ying)調整焊(han)接規范及焊(han)縫(feng)形狀，焊(han)管內(nei)焊(han)，應(ying)盡量(liang)避免與腐蝕(shi)介質(zhi)接觸的(de)過熱(re)區再(zai)次受(shou)到敏化加熱(re)。


 焊后熱處理。焊后進行(xing)固溶(rong)或穩定化處理，均能提高接頭的抗刀(dao)狀腐蝕能力。