鐵素體不銹鋼的熱膨脹系數與碳鋼相近,比奧氏體不銹鋼小,再加之磷、硫等雜質在鐵素體中溶解度大,硅、鈮等是鐵素體形成元素,因此,焊縫結晶時不易形成低熔點共晶,熱裂傾向比奧氏體不銹鋼小得多,同時焊接熱影響區超過臨界溫度的區域形成馬氏體的量也極少,因此淬硬傾向也很小,所以,鐵素體不銹鋼比馬氏體不銹鋼的延遲裂紋敏感性小,可以說其工藝焊接性是好的。


 鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)為Fe-Cr-C三(san)元(yuan)合(he)金,由碳以及諸(zhu)如Al、Nb、Mo及Ti等添加元(yuan)素(su)(su)來防止(zhi)在焊接(jie)(jie)受(shou)熱(re)過程(cheng)中(zhong)形成(cheng)奧氏體(ti)(ti)(ti)。因此,鐵(tie)索體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在焊后冷卻過程(cheng)中(zhong)不(bu)(bu)會出(chu)現奧氏體(ti)(ti)(ti)向馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)轉變的(de)淬(cui)硬現象。但焊接(jie)(jie)熱(re)所(suo)形成(cheng)的(de)熱(re)影響區近縫帶,由于高溫(wen)而促成(cheng)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)粒粗大,明(ming)顯地降低了接(jie)(jie)頭的(de)韌性,并且不(bu)(bu)可能直接(jie)(jie)用熱(re)處理的(de)方法來改善。這就是鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)中(zhong)最為困難之處。


 現(xian)在鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)已發展到(dao)了第(di)三代(dai)品(pin)種(zhong)。第(di)一(yi)代(dai)是完全依靠鉻(ge)作(zuo)為鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)穩(wen)定元素(su)(su)(su),而含(han)碳(tan)量(liang)又偏高,因此在焊接之(zhi)后(hou)若不(bu)(bu)(bu)再(zai)進行熱處(chu)理,必然會產生(sheng)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)。而且這(zhe)第(di)一(yi)代(dai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)都偏低(di),其代(dai)表性(xing)(xing)鋼(gang)(gang)號為10Cr17(430)及(ji) 16Cr2N(446).第(di)二代(dai)品(pin)種(zhong)為06Cr13Al(405)與(yu)(yu)(yu)(yu)06Cr11Ti(409),其中鉻(ge)與(yu)(yu)(yu)(yu)碳(tan)含(han)量(liang)下降,增加了強烈的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形成劑,如06Cr13A1(405)中加人 Al,06Cr11Ti(409)加入鈦。第(di)二代(dai)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)除了在韌性(xing)(xing)方(fang)面(mian)與(yu)(yu)(yu)(yu)第(di)一(yi)代(dai)相差不(bu)(bu)(bu)大(da)之(zhi)外,在工藝性(xing)(xing)能(neng)、固(gu)碳(tan)(Ti及(ji)Nb與(yu)(yu)(yu)(yu)碳(tan)反(fan)應形成TiC及(ji)NbC)以(yi)減少固(gu)溶體(ti)(ti)(ti)中碳(tan)含(han)量(liang)、耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)方(fang)面(mian),以(yi)及(ji)在降低(di)成本(ben)上,皆比上一(yi)代(dai)優(you)越(yue)。第(di)三代(dai)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),則以(yi)改進冶(ye)煉方(fang)法來生(sheng)產超低(di)碳(tan)和超低(di)氮含(han)量(liang)的(de)(de)、可(ke)(ke)用大(da)噸位(wei)爐子冶(ye)煉的(de)(de)、采用較少間(jian)(jian)隙固(gu)溶元素(su)(su)(su)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),以(yi)444(18Cr-2Mo)與(yu)(yu)(yu)(yu)26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)表。當這(zhe)些鋼(gang)(gang)中再(zai)加入強烈碳(tan)化物形成劑,如鈦與(yu)(yu)(yu)(yu)鈮,則可(ke)(ke)在焊后(hou)不(bu)(bu)(bu)進行熱處(chu)理,也不(bu)(bu)(bu)會有晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)出現(xian)。此外,第(di)三代(dai)鋼(gang)(gang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)大(da)大(da)改善(shan),對點狀腐蝕(shi)也具有良(liang)好的(de)(de)抵抗能(neng)力(li),包括抗應力(li)腐蝕(shi)能(neng)力(li)。


 鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化,是這類鋼使用受到限制的主要原因。鐵素體不銹鋼焊接接頭的脆化,主要的問題是同質焊縫及熱影響區,在焊接過程中碳、氮(dan)化合物析出和晶粒長大的作用,特別是碳、氮化合物的析出,而且幾乎不可能通過熱處理加以消除。而高線度鐵素體不銹鋼在很大程度上消除了焊縫及熱影響區中的碳、氮化合物,極大地改善了焊接性,其焊接結構得到靜越一運的使用。


 晶間腐蝕是普通鐵素體不銹鋼的又一主要問題。由于碳、氮在鐵素體不銹鋼中的溶解度很低,在950℃以后迅速析出。因此,同質焊材的焊縫和熱影響區在焊后冷卻過程中就會析出碳、氮(dan)化合物,除了引起脆化外還會引起晶界貧鉻和提高晶間腐蝕敏感性,在強氧化介質中發生晶間腐蝕。與奧氏體不銹鋼不同的是鐵素體不銹鋼的敏化溫度較高(950℃以上),因此,在熱影響區產生晶間腐蝕的部位更靠近熔合線。鉻在鐵素體不銹鋼中的擴散速度,遠比在奧氏體不銹鋼中快。所以,只需在700~900℃范圍內短時間保溫,使鉻向貧鉻區擴散,即可消除碳、氮化合物析出引起的晶界貧鉻,恢復焊接接頭的耐腐蝕性能。