奧氏(shi)體不銹鋼(gang)與(yu)低(di)碳(tan)或低(di)合(he)金鋼(gang)焊(han)接(jie)是最常見的異(yi)種鋼(gang)焊(han)接(jie)。這(zhe)種異(yi)種鋼(gang)接(jie)頭使(shi)(shi)用(yong)環(huan)境(jing)也(ye)特別復(fu)雜，有的是在低(di)溫環(huan)境(jing)下(xia)使(shi)(shi)用(yong)，有的在高溫下(xia)使(shi)(shi)用(yong)；有的要求耐腐蝕，有時則(ze)要求耐疲勞，這(zhe)些(xie)都要求在選擇焊(han)接(jie)材料和焊(han)接(jie)工藝時必須認真考慮。


1. 稀(xi)釋問題


  在異(yi)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)接過程中，由于基體金屬的(de)(de)熔(rong)化(hua)而使焊(han)縫(feng)金屬受到稀釋，焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)成(cheng)分(fen)是(shi)由填充金屬的(de)(de)成(cheng)分(fen)、母材成(cheng)分(fen)及熔(rong)合比確(que)定的(de)(de)，這樣(yang)可以在不銹鋼(gang)(gang)織圖上（舍夫勒(le)組織圖）大致預(yu)測出焊(han)縫(feng)金屬的(de)(de)組織狀(zhuang)態(tai)，也能大致知(zhi)道焊(han)縫(feng)的(de)(de)性(xing)(xing)能，保(bao)證接頭的(de)(de)機械性(xing)(xing)能和抗裂性(xing)(xing)能。


2. 熔(rong)合區的塑性


  奧氏體不(bu)銹鋼與低碳或低合金鋼焊接時，一般選擇奧氏體焊縫金屬。由于稀釋作用，往往會在過渡區產生脆性的馬氏體組織，即在焊縫金屬中靠近母材一側熔合區附近存在一個窄的低塑性帶。低塑性帶的化學成分和組織均不同于焊縫的其他部位，寬度一般為0.2~0.6mm,位置在熔合區中靠熔合線的邊緣。熔合區的寬度隨填充金屬的種類不同而不同（見表4-1)。熔合區中低塑性的馬氏體組織存在，明顯地降低接頭的沖擊韌性，對于在低溫下工作和承受沖擊載荷的異種鋼接頭，應選用鎳基合金材料作為填充金屬，以減少熔合區的脆性馬氏體層的寬度和熔合線附近沖擊韌性的降低幅度。


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3. 碳的擴散(san)


  前面(mian)已經提及的(de)(de)(de)異種接頭(tou)，在焊后熱處(chu)理或(huo)高(gao)溫環境中使(shi)(shi)用時，由(you)于兩側(ce)強(qiang)碳化物(wu)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元素含(han)量和組織(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)同而(er)產生(sheng)碳的(de)(de)(de)遷移。在低碳或(huo)低合金(jin)鋼一側(ce)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)脫碳層，由(you)于碳的(de)(de)(de)減少，將(jiang)變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)鐵素體組織(zhi)而(er)軟化，同時促使(shi)(shi)脫碳區的(de)(de)(de)晶粒長大，沿熔合線形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)一層粗晶粒區。在焊縫(feng)一側(ce)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)增碳層，除一部分碳溶入基體以(yi)外，剩余的(de)(de)(de)碳元素則以(yi)鉻的(de)(de)(de)碳化物(wu)形(xing)態析出，使(shi)(shi)組織(zhi)硬化。研究表明：焊縫(feng)金(jin)屬中含(han)鎳量的(de)(de)(de)提高(gao)，脫碳層寬(kuan)度減小(xiao)。當(dang)含(han)鎳量提高(gao)到(dao)25%時，脫碳層寬(kuan)度的(de)(de)(de)減小(xiao)將(jiang)十分顯著。


  碳(tan)(tan)的(de)擴(kuo)散(san)遷(qian)移對接頭(tou)的(de)常溫和高溫瞬(shun)時強(qiang)度(du)不良(liang)影響比較(jiao)小(xiao)，但對持(chi)久強(qiang)度(du)和疲勞(lao)極限(xian)的(de)影響較(jiao)大，而且斷(duan)裂(lie)部位大部分發(fa)生(sheng)(sheng)在熔合(he)區的(de)脫碳(tan)(tan)層上(shang)。隨著碳(tan)(tan)擴(kuo)散(san)的(de)發(fa)展、接頭(tou)在熔合(he)區發(fa)生(sheng)(sheng)脆性斷(duan)裂(lie)的(de)傾向(xiang)增大。


4. 熱應力及其影響(xiang)


  奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼熱(re)膨脹系數比低碳或低合(he)金鋼大30%~60%,導(dao)熱(re)系數卻只有(you)低碳或低合(he)金鋼的(de)30%~40%.這樣(yang)兩種(zhong)材料的(de)接(jie)(jie)頭，焊后會引(yin)起熱(re)應力(li)。而(er)這種(zhong)熱(re)應力(li)是(shi)不可(ke)能(neng)(neng)通過(guo)熱(re)處理(li)來消除的(de)，這種(zhong)永(yong)存的(de)熱(re)應力(li)對接(jie)(jie)頭性能(neng)(neng)影響很大。


  奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)與(yu)低(di)(di)(di)碳(tan)或(huo)(huo)(huo)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)異種材(cai)料的(de)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)在(zai)周期(qi)性加熱和冷卻條件(jian)下工作時，接(jie)(jie)頭(tou)(tou)承受著(zhu)嚴重的(de)熱應變應力(li)，由于低(di)(di)(di)碳(tan)或(huo)(huo)(huo)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)一(yi)側(ce)的(de)熔合(he)(he)區或(huo)(huo)(huo)熱影響(xiang)區韌性相對較差(cha)，所以很(hen)容易沿這(zhe)一(yi)側(ce)熔合(he)(he)線產(chan)生(sheng)熱疲(pi)勞(lao)裂紋。熱疲(pi)勞(lao)裂紋會(hui)在(zai)熱應力(li)的(de)作用(yong)下，沿著(zhu)弱化的(de)脫碳(tan)層擴展而導致接(jie)(jie)頭(tou)(tou)破壞。由于鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)的(de)熱膨脹系數介于奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)與(yu)低(di)(di)(di)碳(tan)或(huo)(huo)(huo)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)之間(jian)，這(zhe)樣就(jiu)減弱了(le)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)因熱膨脹系數不同(tong)而產(chan)生(sheng)的(de)應力(li)。因此，在(zai)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性能要求高的(de)情況下，采用(yong)鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)焊接(jie)(jie)材(cai)料改(gai)善(shan)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性能是非常有效的(de)。