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(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)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。


 鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)為Fe-Cr-C三元合金,由碳(tan)以(yi)及諸(zhu)如Al、Nb、Mo及Ti等添加元素來防止(zhi)在焊接(jie)受熱(re)過(guo)程中(zhong)形(xing)成奧氏(shi)體(ti)(ti)。因此,鐵索體(ti)(ti)不銹鋼(gang)在焊后(hou)冷卻過(guo)程中(zhong)不會出現奧氏(shi)體(ti)(ti)向馬氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)的(de)淬硬現象(xiang)。但焊接(jie)熱(re)所形(xing)成的(de)熱(re)影響區近縫帶,由于高溫(wen)而促成鐵素體(ti)(ti)晶粒粗(cu)大,明顯地降低了接(jie)頭的(de)韌性,并且不可(ke)能直(zhi)接(jie)用熱(re)處理的(de)方法來改善。這就是鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)焊接(jie)中(zhong)最為困難之(zhi)處。


 現(xian)在(zai)(zai)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼已(yi)發展到了第三代(dai)(dai)(dai)品種(zhong)。第一代(dai)(dai)(dai)是完全依靠鉻(ge)作為鐵素(su)(su)體(ti)(ti)穩(wen)定元(yuan)素(su)(su),而含碳(tan)(tan)量(liang)又偏(pian)高,因此在(zai)(zai)焊接之后若不(bu)(bu)再進行熱(re)處理,必然會(hui)產(chan)生晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。而且這第一代(dai)(dai)(dai)鋼的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)都偏(pian)低(di)(di),其代(dai)(dai)(dai)表性(xing)鋼號(hao)為10Cr17(430)及(ji) 16Cr2N(446).第二代(dai)(dai)(dai)品種(zhong)為06Cr13Al(405)與(yu)(yu)(yu)06Cr11Ti(409),其中(zhong)鉻(ge)與(yu)(yu)(yu)碳(tan)(tan)含量(liang)下降(jiang),增加了強(qiang)烈的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形成(cheng)劑,如(ru)06Cr13A1(405)中(zhong)加人 Al,06Cr11Ti(409)加入(ru)鈦(tai)。第二代(dai)(dai)(dai)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼除了在(zai)(zai)韌(ren)性(xing)方面與(yu)(yu)(yu)第一代(dai)(dai)(dai)相差不(bu)(bu)大之外,在(zai)(zai)工藝性(xing)能(neng)、固(gu)碳(tan)(tan)(Ti及(ji)Nb與(yu)(yu)(yu)碳(tan)(tan)反應形成(cheng)TiC及(ji)NbC)以減少(shao)固(gu)溶體(ti)(ti)中(zhong)碳(tan)(tan)含量(liang)、耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)方面,以及(ji)在(zai)(zai)降(jiang)低(di)(di)成(cheng)本上,皆比上一代(dai)(dai)(dai)優越。第三代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼,則(ze)以改進冶(ye)煉方法來生產(chan)超低(di)(di)碳(tan)(tan)和超低(di)(di)氮含量(liang)的(de)(de)(de)、可用(yong)大噸位爐子冶(ye)煉的(de)(de)(de)、采用(yong)較(jiao)少(shao)間隙固(gu)溶元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)鋼種(zhong),以444(18Cr-2Mo)與(yu)(yu)(yu)26-1(26Cr-1Mo)為代(dai)(dai)(dai)表。當這些鋼中(zhong)再加入(ru)強(qiang)烈碳(tan)(tan)化物形成(cheng)劑,如(ru)鈦(tai)與(yu)(yu)(yu)鈮,則(ze)可在(zai)(zai)焊后不(bu)(bu)進行熱(re)處理,也(ye)不(bu)(bu)會(hui)有晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)出現(xian)。此外,第三代(dai)(dai)(dai)鋼的(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)大大改善,對點(dian)狀(zhuang)腐(fu)蝕(shi)也(ye)具(ju)有良好的(de)(de)(de)抵抗(kang)能(neng)力,包括(kuo)抗(kang)應力腐(fu)蝕(shi)能(neng)力。


 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(tan)、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。