在動力裝置、石油化工和造紙設備中，有許多焊接結構是奧氏體不銹鋼與珠光體鋼焊接而成的。奧氏體型不銹鋼用于容器、罐體結構內壁接觸腐蝕介質或耐高溫的部位，常用的材質有Cr18Ni9系列和Cr23Ni13系列；珠光體鋼則用于其余要求不苛刻的部位，其材質有低碳鋼、低合金鋼、鉻鉬熱穩定性鋼等。使用這種焊接結構能節省大量的不銹鋼材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)時，每一種(zhong)(zhong)(zhong)（側）母材受到(dao)焊(han)接(jie)(jie)熱循環而發生的組織轉(zhuan)變以(yi)及隨之可能(neng)出現的各種(zhong)(zhong)(zhong)焊(han)接(jie)(jie)問題，如淬火(huo)硬化、退火(huo)或回(hui)火(huo)軟化、冷裂紋(wen)、再(zai)熱裂紋(wen)、液化裂紋(wen)等，都和(he)同種(zhong)(zhong)(zhong)材料(liao)焊(han)接(jie)(jie)時基本相同，因此在(zai)此不再(zai)重復。以(yi)下所要討論(lun)的異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)性(xing)問題只(zhi)是集中于焊(han)縫和(he)熔(rong)合區。因為這里的金屬成(cheng)分(fen)(fen)組成(cheng)十分(fen)(fen)復雜，受到(dao)兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)不同成(cheng)分(fen)(fen)的母材和(he)第三種(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)分(fen)(fen)的填(tian)充材料(liao)的共同制約(yue)，且(qie)又受到(dao)焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)的強烈(lie)影響。
1. 焊縫(feng)的成(cheng)分(fen)、相組成(cheng)及其(qi)調(diao)控
奧氏體(ti)不銹鋼（A）與珠光體(ti)鋼（B）焊(han)接時，焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)平均成(cheng)(cheng)分(fen)由兩(liang)種不同(tong)類型(xing)的母材（A和(he)B）同(tong)填充金(jin)屬(shu)（C）混合(he)(he)所組成(cheng)(cheng)。由于珠光體(ti)鋼中不含有(you)或僅含有(you)少(shao)量(liang)的合(he)(he)金(jin)元素，若它溶(rong)入焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的份額(e)增(zeng)大，則會沖淡焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的合(he)(he)金(jin)濃度(du)，從而(er)改變焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的化學成(cheng)(cheng)分(fen)和(he)組織狀態，這種現象稱為母材對焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的稀(xi)釋作(zuo)用。
對于奧氏體(ti)型(xing)不(bu)銹鋼與珠光體(ti)鋼的焊(han)(han)縫(feng)，希望母材在焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)所占比例要小(xiao)(xiao)，即(ji)稀釋度(du)小(xiao)(xiao)一些而且要求(qiu)熔合比穩定，其(qi)目的是減少焊(han)(han)縫(feng)裂紋，保(bao)證(zheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的性能。影響(xiang)焊(han)(han)縫(feng)稀釋程度(du)的因素(su)很多，有(you)焊(han)(han)縫(feng)形(xing)狀、焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流、電(dian)弧電(dian)壓、焊(han)(han)接(jie)(jie)速度(du)等。焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)不(bu)同(tong)對焊(han)(han)縫(feng)稀釋程度(du)影響(xiang)很大，圖5-3所示列出(chu)了(le)幾種焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)可(ke)獲得熔合比的范圍。
在(zai)Q235鋼(gang)(gang)與12Cr18Ni9 不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)中，如果(guo)由于(yu)焊(han)縫(feng)的(de)(de)過(guo)分稀(xi)釋，可(ke)使焊(han)縫(feng)中熔(rong)合(he)比（％）奧氏體形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)不(bu)足(zu)，結果(guo)在(zai)焊(han)縫(feng)中出現馬氏圖(tu)(tu)5-3 焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)對熔(rong)合(he)比的(de)(de)影響體組(zu)(zu)織(zhi)，使焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)脆性增大(da)，導致焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形(xing)成(cheng)裂紋。可(ke)以借助于(yu)圖(tu)(tu)5-4不(bu)銹鋼(gang)(gang)（舍夫勒）組(zu)(zu)織(zhi)圖(tu)(tu)來討(tao)論分析，首先(xian)將鋼(gang)(gang)的(de)(de)各合(he)金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)含量(liang)按下列公式(shi)折算成(cheng)鉻(ge)當(dang)(dang)量(liang)和鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)：鉻(ge)當(dang)(dang)量(liang)Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再在(zai)圖(tu)(tu)5-4找(zhao)出相(xiang)應的(de)(de)點，即可(ke)知(zhi)該鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)的(de)(de)正常冷卻組(zu)(zu)織(zhi)中的(de)(de)相(xiang)組(zu)(zu)成(cheng)。
例(li)如，12Cr18Ni9鋼與Q235鋼沒有焊接(jie)以(yi)前，經過鉻當量和(he)鎳(nie)當量的(de)計(ji)算，見表5-3。分別為圖(tu)5-4中的(de)a、b兩點，如果不加填(tian)充金屬(shu)進行鎢極氬(ya)弧焊，假定這兩種(zhong)金屬(shu)熔(rong)入焊道的(de)中比例(li)各為一半，其(qi)熔(rong)合比分別是50％，則在圖(tu)5-4中可(ke)找到對應的(de)f點。從圖(tu)中可(ke)以(yi)看出f點所處(chu)焊縫金屬(shu)的(de)位置為馬氏體組織。眾所周知，馬氏體組織是一個又(you)脆又(you)硬的(de)組織，容易(yi)使焊縫產(chan)生裂紋。
采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)，對常用(yong)的(de)(de)(de)幾種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)進行過鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)計算，計算結果(guo)見表5-4。首先選(xuan)用(yong)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條牌(pai)號A102（E308型(xing)）作為(wei)(wei)(wei)(wei)填充金(jin)(jin)屬(shu)，其鉻(ge)(ge)(ge)、鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)對應于(yu)圖(tu)(tu)5-4中c點(dian)(dian)(dian)。此焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接這兩(liang)種材(cai)(cai)料時(shi)(shi)，假定這兩(liang)種母(mu)材(cai)(cai)熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中數量(liang)(liang)相(xiang)同，即(ji)兩(liang)種母(mu)材(cai)(cai)混合熔(rong)(rong)化后鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)仍為(wei)(wei)(wei)(wei)原來(lai)的(de)(de)(de)f點(dian)(dian)(dian)，則(ze)當(dang)(dang)母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)發(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)化時(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數沿fc線段各點(dian)(dian)(dian)移動(dong)而變(bian)化。當(dang)(dang)母(mu)材(cai)(cai)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)(wei)40％時(shi)(shi)，即(ji)兩(liang)種母(mu)材(cai)(cai)在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中各占20％的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數時(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數相(xiang)當(dang)(dang)于(yu)g點(dian)(dian)(dian)；當(dang)(dang)母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)(wei)30％時(shi)(shi)為(wei)(wei)(wei)(wei)h點(dian)(dian)(dian)，此時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)組(zu)織(zhi)為(wei)(wei)(wei)(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)＋馬氏(shi)(shi)體(ti)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接接頭(tou)仍有(you)(you)形成裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)。在完全(quan)相(xiang)同和(he)(he)條件下(xia)，若(ruo)(ruo)改(gai)變(bian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)成分，用(yong)A307牌(pai)號焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條（即(ji)E309型(xing)）進行施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)圖(tu)(tu)5-4中d點(dian)(dian)(dian)。如果(guo)母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)(wei)40％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)當(dang)(dang)于(yu)圖(tu)(tu)5-4中i點(dian)(dian)(dian)，此時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)接近為(wei)(wei)(wei)(wei)全(quan)部(bu)奧氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，也有(you)(you)可(ke)(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)裂紋(wen)(wen)；若(ruo)(ruo)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)為(wei)(wei)(wei)(wei)30％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)當(dang)(dang)于(yu)圖(tu)(tu)5-4中j點(dian)(dian)(dian)，此時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)含(han)有(you)(you)體(ti)積分數為(wei)(wei)(wei)(wei)2％的(de)(de)(de)鐵素體(ti)的(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，對抗裂性(xing)和(he)(he)耐蝕性(xing)都是有(you)(you)利的(de)(de)(de)。若(ruo)(ruo)采用(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條（E310型(xing)）施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條熔(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)鉻(ge)(ge)(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei)(wei)圖(tu)(tu)5-4中e點(dian)(dian)(dian)，如果(guo)母(mu)材(cai)(cai)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)仍為(wei)(wei)(wei)(wei)30％～40％（即(ji)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)位于(yu)圖(tu)(tu)5-4中fe線段中k、l兩(liang)點(dian)(dian)(dian)），焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)為(wei)(wei)(wei)(wei)單相(xiang)奧氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，也易使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接接頭(tou)產(chan)生(sheng)(sheng)裂紋(wen)(wen)。
這三種(zhong)不同牌號的(de)不銹鋼焊條，其焊條熔敷金屬的(de)鉻鎳當量見表5-4。
綜上(shang)分(fen)析(xi)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)12Cr18Ni9不銹鋼(gang)與Q235鋼(gang)時，若不加填充金(jin)屬(shu)(shu)(shu)或(huo)用焊(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)采用A102焊(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)不可避(bi)免地要出現脆硬的(de)馬氏(shi)體(ti)組織(zhi)(zhi)，導致焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)產生裂紋。用A307焊(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)熔(rong)(rong)合(he)(he)比要控制(zhi)在30％以下，才能獲得較為理(li)想奧氏(shi)體(ti)＋鐵素體(ti)雙(shuang)相組織(zhi)(zhi)。用A407焊(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)組織(zhi)(zhi)為單相奧氏(shi)體(ti)組織(zhi)(zhi)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)也有形成(cheng)熱裂紋的(de)傾向。根(gen)據以上(shang)分(fen)析(xi)可知，由(you)于珠光體(ti)鋼(gang)的(de)稀(xi)釋作用，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)成(cheng)分(fen)和(he)(he)組織(zhi)(zhi)會發生很(hen)大變化。但是(shi)通過(guo)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法和(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料的(de)選擇(ze)以及對母(mu)材金(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)(rong)合(he)(he)比的(de)控制(zhi)，可以在相當(dang)寬的(de)范圍內(nei)調(diao)整焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)成(cheng)分(fen)和(he)(he)組織(zhi)(zhi)。
2. 焊縫邊緣的成(cheng)分過渡層
焊縫(feng)金(jin)屬(shu)熔(rong)池(chi)邊緣，金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)液態持續時間最短，溫度(du)也較熔(rong)池(chi)中(zhong)部(bu)低，液體(ti)金(jin)屬(shu)流動性較差，容易結(jie)晶形(xing)成(cheng)固(gu)態。由于(yu)珠光(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)一(yi)側(ce)與(yu)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)焊接(jie)材料(liao)的化(hua)學成(cheng)分和填充金(jin)屬(shu)不能充分混(hun)合(he)，在(zai)(zai)此側(ce)的焊縫(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)珠光(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)所(suo)占(zhan)份(fen)額增大(da)(da)，且越(yue)靠近熔(rong)合(he)線稀釋(shi)程度(du)就越(yue)大(da)(da)。而在(zai)(zai)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)熔(rong)池(chi)中(zhong)心，其稀釋(shi)程度(du)就小。這(zhe)樣，在(zai)(zai)珠光(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體(ti)型(xing)不銹鋼(gang)(gang)焊接(jie)時，相鄰珠光(guang)體(ti)一(yi)側(ce)熔(rong)合(he)線的焊縫(feng)中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)一(yi)個成(cheng)分梯度(du)很大(da)(da)的過渡層。在(zai)(zai)過渡層中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)一(yi)層馬(ma)氏(shi)體(ti)組織，硬度(du)很高，形(xing)成(cheng)一(yi)個高硬度(du)的馬(ma)氏(shi)體(ti)脆性層，有可(ke)(ke)能使熔(rong)合(he)區(qu)遭到破壞，降低了焊接(jie)結(jie)構的可(ke)(ke)靠性。
過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)形成(cheng)(cheng)與(yu)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)參數有很(hen)大(da)關系：當(dang)(dang)選用(yong)大(da)的(de)熱(re)輸(shu)入(ru)進行焊接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi)，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流(liu)很(hen)大(da)，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)(du)慢，焊縫(feng)金屬(shu)(shu)熔池邊緣高(gao)溫停留時(shi)間(jian)(jian)延長(chang)。增(zeng)(zeng)加熔池邊緣高(gao)溫停留時(shi)間(jian)(jian)，有助于(yu)(yu)增(zeng)(zeng)加熔池邊緣液(ye)態金屬(shu)(shu)的(de)流(liu)動性(xing)和拌攪作用(yong)，使過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)寬(kuan)度(du)(du)(du)減小。同(tong)時(shi)馬氏(shi)體(ti)脆性(xing)層(ceng)(ceng)與(yu)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)里(li)含鎳(nie)(nie)量有關：當(dang)(dang)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)中w（Ni）低于(yu)(yu)5％～6％時(shi)，將(jiang)產生馬氏(shi)體(ti)組(zu)織如圖(tu)5-5所(suo)示。從圖(tu)中可以看(kan)出，脆性(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)(du)(du)B與(yu)焊縫(feng)中鎳(nie)(nie)含量成(cheng)(cheng)反(fan)比(bi)。當(dang)(dang)填(tian)充金屬(shu)(shu)選用(yong)H08Cr21Ni10時(shi)，脆性(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)(du)(du)為B1，是比(bi)較大(da)的(de)；當(dang)(dang)采用(yong)Cr15Ni25Mo6 填(tian)充金屬(shu)(shu)時(shi)，此時(shi)脆性(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)度(du)(du)(du)縮小到(dao)B3；當(dang)(dang)使用(yong)鎳(nie)(nie)基(ji)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)材料時(shi)，脆性(xing)層(ceng)(ceng)將(jiang)會完全消(xiao)失。
3. 熔(rong)合(he)區(qu)的碳擴散
奧(ao)氏體(ti)型不(bu)銹鋼(gang)(gang)與珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)焊(han)成焊(han)接接頭，在(zai)焊(han)后(hou)熱(re)處理或高溫運行(xing)服役(yi)時，其熔合區附近會發(fa)生(sheng)(sheng)碳(tan)(tan)由(you)珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)母材(cai)向(xiang)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)的擴散(san)。在(zai)碳(tan)(tan)化物形成元素含量低(di)的珠(zhu)光(guang)(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)一側產生(sheng)(sheng)脫碳(tan)(tan)層，而相鄰(lin)的奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)縫(feng)一側產生(sheng)(sheng)增碳(tan)(tan)層。
碳(tan)(tan)擴散的(de)結果，熔合(he)區的(de)珠(zhu)光體組(zu)織由于碳(tan)(tan)含量降低而轉變為鐵素體組(zu)織導(dao)致(zhi)軟(ruan)化，且(qie)在高(gao)(gao)溫的(de)長時(shi)間(jian)作用下，鐵素體晶(jing)粒還會(hui)顯著地長大(da)(da)；同時(shi)增碳(tan)(tan)層(ceng)中(zhong)的(de)碳(tan)(tan)化物也變得粗(cu)大(da)(da)，硬(ying)度非常高(gao)(gao)。焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)在這種軟(ruan)硬(ying)交接(jie)(jie)層(ceng)的(de)抗蠕變性能(neng)大(da)(da)大(da)(da)降低，在高(gao)(gao)溫下長時(shi)間(jian)服役，交接(jie)(jie)處會(hui)出(chu)現蠕變孔(kong)洞(dong)并逐漸發展成(cheng)為顯微裂紋，最后導(dao)致(zhi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)斷裂失效。
此外，若提高奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼與(yu)珠光(guang)體(ti)鋼焊縫中的(de)鎳(nie)含量，就可以減輕碳(tan)從珠光(guang)體(ti)鋼母(mu)材(cai)向(xiang)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼焊縫金(jin)屬中的(de)擴散遷移。若選用(yong)鎳(nie)基合金(jin)作為填充(chong)金(jin)屬，這(zhe)種(zhong)碳(tan)的(de)擴散遷移就不(bu)存(cun)在。
4. 熔合區(qu)的(de)熱(re)應力
焊(han)(han)(han)態(tai)的接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)通常都存(cun)很(hen)大的殘余應力(li)，焊(han)(han)(han)縫及其(qi)附近的金(jin)屬(shu)處于拉(la)應力(li)狀態(tai)，其(qi)余部分的金(jin)屬(shu)受到壓(ya)應力(li)的作(zuo)用。然(ran)而在(zai)(zai)異種(zhong)鋼(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)中，由(you)于奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的線脹系(xi)數比珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)大，從而導致焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)殘余應力(li)增(zeng)大。這樣(yang)，異種(zhong)鋼(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)在(zai)(zai)高溫下長時間(jian)運行(xing)期(qi)間(jian)，更突出的表現在(zai)(zai)運行(xing)溫度波動(dong)（特別是開、停車）時，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)處于熱(re)疲勞狀態(tai)。如果采(cai)用鎳基合金(jin)作(zuo)為填充(chong)材料，由(you)于鎳基合金(jin)的熱(re)脹系(xi)數與珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)相(xiang)近，在(zai)(zai)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)母材一(yi)側，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)殘余應力(li)就可(ke)能(neng)減少。
根據以上(shang)分析可見，以奧氏(shi)(shi)體不銹鋼(gang)為填充(chong)金屬焊接奧氏(shi)(shi)體-珠(zhu)光體異種材(cai)料(liao)副時，成分不均(jun)勻所導致的脆性(xing)過渡層、碳擴散問(wen)題以及膨(peng)脹系數所導致的溫度差應(ying)力(li)和變溫疲勞問(wen)題均(jun)發生在珠(zhu)光體鋼(gang)一側(ce)焊縫的熔合區，因而(er)成為矛盾的焦點。大量的失效案例均(jun)證明了(le)這一點。
5. 延遲(chi)紋
氫在不同的組織中，其溶解度和擴散系數也不同且與溫度有關。例如，當溫度為500℃時，氫在奧氏體組中溶解度為4cm3／100g，而在鐵素體組織中為0.75cm3／100g；在溫度為100℃時，氫在奧氏體組織中溶解度降到0.9cm3／100g；而在鐵素體組織中的溶解度只有0.2cm3／100g。氫在奧氏體的擴散率可比其在鐵素體中小二、三個數量級。在異種金屬焊接時珠光體鋼一側的熔合線區，奧氏體焊縫中大量過飽和氫不易直接向大氣逸出，而是向擴散系數大得多的珠光體鋼中擴散，造成珠光體鋼中擴散氫的聚集，從而為延遲裂紋創造了條件。因此，異種鋼焊接接頭珠光體鋼的冷裂紋的傾向應當比同種鋼焊接時更為嚴重，特別是當成分過渡區中有較厚的馬氏體脆性層時尤為突出。
