近年來研發的一種新型高純度鐵素體不(bu)銹鋼，其成分特點為超低碳（C＋N）及中Cr（質量分數為18％），同時添加了少量的合金元素Nb（質量分數為0.45％～0.50％）及Ti（質量分數約為0.15％）以實現Cr的雙穩定化；其組織特點為單相鐵素體組織，高溫到室溫無組織轉變；性能特點除了具有良好的耐蝕性外，同時還具有良好的力學性能。與奧氏體不銹鋼，相比，鐵素體不銹鋼導熱性好，熱脹系數小，且具有更好的經濟性。但使用成品的厚度一般都小于3mm，該鋼需經焊接加工時，厚度限制范圍更小，一般小于2mm。
某鋼生產的022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷(leng)軋退(tui)火鋼板，對其(qi)進(jin)行焊(han)接工藝(yi)考核。其(qi)化(hua)學(xue)成分(fen)和(he)力學(xue)性(xing)能(neng)見表4-9和(he)表4-10。
1. 焊接參數的選定(ding)
焊(han)接(jie)方法采用鎢極氬弧焊(han)，鎢極直徑為(wei)2.4mm，I形坡口水(shui)平對接(jie)焊(han)，氬氣流(liu)量為(wei)8～10L/min，電源極性為(wei)直流(liu)正接(jie)。定位(wei)焊(han)后進行連續焊(han)接(jie)，選(xuan)擇不同焊(han)接(jie)參數（見表4-11）來確定良好的焊(han)接(jie)接(jie)頭力學性能和組(zu)織(zhi)。
2. 對焊接(jie)接(jie)頭進行(xing)分析
a. 焊接接頭力學性能檢(jian)測：
按有(you)(you)關標(biao)準(zhun)執(zhi)行，焊(han)接接頭(tou)室(shi)溫拉伸(shen)試(shi)驗結果見表(biao)4-12，可以看(kan)出：3號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)由于(yu)(yu)焊(han)接時添加了焊(han)絲(si)，焊(han)縫(feng)有(you)(you)余高，因此抗靜載(zai)荷(he)能(neng)力(li)強，斷裂位置在母材；1號(hao)和(he)2號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)均(jun)斷裂于(yu)(yu)焊(han)縫(feng)，其斷裂強度不(bu)(bu)小于(yu)(yu)母材95％。從表(biao)4-12中(zhong)還可以看(kan)出3個試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)熱影響區粗(cu)晶區的硬(ying)度值與母材相比(bi)變(bian)化(hua)不(bu)(bu)大(da)。室(shi)溫彎(wan)曲試(shi)驗：焊(han)縫(feng)位于(yu)(yu)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)中(zhong)心，彎(wan)曲直徑為(wei)2倍試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)厚度，彎(wan)曲角度為(wei)180°。各個試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的面彎(wan)和(he)背(bei)彎(wan)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)都合格(ge)，未出現裂紋，表(biao)明焊(han)接接頭(tou)具有(you)(you)良好的抗彎(wan)性(xing)能(neng)，其對(dui)晶粒(li)度不(bu)(bu)敏感。
b. 焊(han)接接頭室溫金相組織：
通過(guo)對比(bi)(bi)(bi)可(ke)以(yi)發現，1號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)焊(han)(han)(han)縫和(he)(he)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)粗(cu)晶(jing)(jing)區(qu)(qu)和(he)(he)細(xi)晶(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)都特別粗(cu)大(da)，粗(cu)晶(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)度(du)達0～1級。2號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)粗(cu)晶(jing)(jing)區(qu)(qu)和(he)(he)細(xi)晶(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸與(yu)1號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)相(xiang)比(bi)(bi)(bi)顯(xian)著(zhu)減小(xiao)，晶(jing)(jing)粒(li)度(du)為(wei)4級。3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)由于(yu)(yu)填充了(le)E308L奧(ao)(ao)氏體焊(han)(han)(han)絲(si)，焊(han)(han)(han)縫區(qu)(qu)可(ke)以(yi)大(da)致(zhi)分為(wei)兩部(bu)分，一是位(wei)于(yu)(yu)表層的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體區(qu)(qu)，熔(rong)合比(bi)(bi)(bi)小(xiao)，組(zu)(zu)織為(wei)奧(ao)(ao)氏體焊(han)(han)(han)態組(zu)(zu)織；二是位(wei)于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)縫根部(bu)的(de)(de)鐵素體區(qu)(qu)，熔(rong)合比(bi)(bi)(bi)大(da)，組(zu)(zu)織為(wei)粗(cu)大(da)的(de)(de)柱(zhu)狀晶(jing)(jing)，晶(jing)(jing)粒(li)生長方向朝焊(han)(han)(han)縫表面而(er)不是熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)，焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)晶(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸較(jiao)小(xiao)，晶(jing)(jing)粒(li)度(du)在3～4級之間，且(qie)寬度(du)較(jiao)窄。另外，還觀察到3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)(yang)沒有明顯(xian)的(de)(de)熱(re)影響(xiang)區(qu)(qu)粗(cu)晶(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)過(guo)渡區(qu)(qu)，表明添加奧(ao)(ao)氏體焊(han)(han)(han)絲(si)對改善接(jie)頭(tou)組(zu)(zu)織，提高力學(xue)性能是有益(yi)的(de)(de)。
眾所周(zhou)知，鐵素體不(bu)銹鋼(gang)晶(jing)粒(li)受(shou)熱易粗(cu)化，在焊(han)(han)(han)接熱循環過(guo)程(cheng)中，熱影響區晶(jing)粒(li)不(bu)可避免地長大而(er)使性能下降。對于(yu)022Cr18NbTi鐵素體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接而(er)言，焊(han)(han)(han)接參數可調范圍比較窄(zhai)，不(bu)但要(yao)嚴格控(kong)制焊(han)(han)(han)接熱輸(shu)入，而(er)且要(yao)控(kong)制焊(han)(han)(han)接電流(liu)處于(yu)一個較低的水平。
