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(bu)銹(xiu)鋼材料，大大降低設備的成本，所以得到廣泛采用。
異種(zhong)鋼焊接(jie)(jie)時，每一種(zhong)（側）母(mu)(mu)材受到焊接(jie)(jie)熱循(xun)環而(er)發生的組織(zhi)轉(zhuan)變以及隨(sui)之可(ke)能出現的各種(zhong)焊接(jie)(jie)問題(ti)，如淬火(huo)硬化(hua)、退火(huo)或回火(huo)軟化(hua)、冷裂紋(wen)(wen)、再熱裂紋(wen)(wen)、液化(hua)裂紋(wen)(wen)等，都和同種(zhong)材料焊接(jie)(jie)時基本(ben)相同，因此在此不(bu)再重復(fu)。以下所要討論的異種(zhong)鋼焊接(jie)(jie)性問題(ti)只是集(ji)中(zhong)于焊縫和熔合區。因為這(zhe)里的金屬成分(fen)(fen)組成十分(fen)(fen)復(fu)雜，受到兩種(zhong)不(bu)同成分(fen)(fen)的母(mu)(mu)材和第三種(zhong)成分(fen)(fen)的填充材料的共(gong)同制約，且又受到焊接(jie)(jie)工(gong)藝的強(qiang)烈影響(xiang)。
1. 焊(han)縫的(de)成分、相組成及其(qi)調控
奧氏體不銹鋼（A）與珠(zhu)光(guang)體鋼（B）焊(han)接時，焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)平均成分(fen)(fen)由兩種不同類型的(de)(de)母材(cai)（A和B）同填(tian)充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)（C）混合所組(zu)成。由于珠(zhu)光(guang)體鋼中不含(han)有(you)或(huo)僅含(han)有(you)少量的(de)(de)合金(jin)(jin)元(yuan)素，若它溶入焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)份(fen)額(e)增大，則會沖(chong)淡焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)合金(jin)(jin)濃度，從而(er)改變焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)化學成分(fen)(fen)和組(zu)織(zhi)狀態，這種現象稱為母材(cai)對焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)稀釋作用。
對于奧氏體(ti)型不銹(xiu)鋼與(yu)珠光(guang)體(ti)鋼的焊(han)縫(feng)，希望母材(cai)在焊(han)縫(feng)金屬中所占(zhan)比例(li)要小，即稀(xi)(xi)釋(shi)度小一些而且要求熔(rong)合比穩定(ding)，其目的是減少焊(han)縫(feng)裂紋，保(bao)證(zheng)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的性能。影響焊(han)縫(feng)稀(xi)(xi)釋(shi)程度的因(yin)素很(hen)多，有焊(han)縫(feng)形狀、焊(han)接(jie)(jie)電流、電弧電壓、焊(han)接(jie)(jie)速度等。焊(han)接(jie)(jie)方法不同(tong)對焊(han)縫(feng)稀(xi)(xi)釋(shi)程度影響很(hen)大，圖(tu)5-3所示列出(chu)了幾(ji)種焊(han)接(jie)(jie)方法可獲(huo)得熔(rong)合比的范圍。
在(zai)Q235鋼(gang)(gang)與12Cr18Ni9 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)，如(ru)果由(you)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)過分稀(xi)釋，可使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)熔(rong)合(he)(he)比(bi)（％）奧氏體(ti)形成元素(su)不(bu)足，結果在(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)出現馬氏圖5-3 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)對熔(rong)合(he)(he)比(bi)的(de)(de)影(ying)響體(ti)組(zu)織，使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)脆性增大(da)，導致焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭形成裂紋。可以借助于(yu)圖5-4不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（舍夫勒）組(zu)織圖來討(tao)論分析，首先將鋼(gang)(gang)的(de)(de)各合(he)(he)金(jin)元素(su)含量(liang)按下列公式折算(suan)成鉻(ge)當(dang)量(liang)和(he)鎳當(dang)量(liang)：鉻(ge)當(dang)量(liang)Cra（％）＝w（Cr）＋w（Mo）＋1.5w（Si）＋0.5w（Nb）；鎳當(dang)量(liang)Ni。g＝w（Ni）＋30w（C）＋0.5w（Mn）。再(zai)在(zai)圖5-4找出相應的(de)(de)點，即可知該鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)正(zheng)常(chang)冷卻組(zu)織中(zhong)的(de)(de)相組(zu)成。
例(li)如(ru)，12Cr18Ni9鋼與(yu)Q235鋼沒有(you)焊(han)接(jie)以前(qian)，經過鉻(ge)當(dang)量(liang)和鎳當(dang)量(liang)的(de)計(ji)算(suan)，見表5-3。分(fen)別為(wei)圖(tu)5-4中的(de)a、b兩(liang)點(dian)(dian)，如(ru)果不加填充金屬進(jin)行(xing)鎢極(ji)氬弧焊(han)，假定這兩(liang)種金屬熔入焊(han)道的(de)中比例(li)各(ge)為(wei)一半，其熔合比分(fen)別是50％，則(ze)在圖(tu)5-4中可找到對(dui)應(ying)的(de)f點(dian)(dian)。從圖(tu)中可以看(kan)出f點(dian)(dian)所(suo)處焊(han)縫(feng)(feng)金屬的(de)位置(zhi)為(wei)馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)。眾所(suo)周知，馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)是一個又(you)脆又(you)硬(ying)的(de)組(zu)織(zhi)，容易使焊(han)縫(feng)(feng)產生裂紋。
采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)，對常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)幾(ji)種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)進行(xing)過(guo)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)計算，計算結果(guo)見表(biao)5-4。首先選用(yong)(yong)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)牌號A102（E308型(xing)）作為(wei)(wei)填充(chong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)，其鉻(ge)、鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)對應于(yu)(yu)圖(tu)(tu)5-4中(zhong)c點(dian)。此(ci)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接這兩(liang)種(zhong)(zhong)材(cai)(cai)料時(shi)(shi)，假定這兩(liang)種(zhong)(zhong)母材(cai)(cai)熔(rong)(rong)(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)數量(liang)(liang)相(xiang)同，即兩(liang)種(zhong)(zhong)母材(cai)(cai)混合(he)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)后(hou)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)仍(reng)(reng)為(wei)(wei)原(yuan)來的(de)(de)(de)f點(dian)，則當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)母材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)發生(sheng)變化(hua)時(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)的(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數沿(yan)fc線段各點(dian)移動而(er)變化(hua)。當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)母材(cai)(cai)熔(rong)(rong)(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)40％時(shi)(shi)，即兩(liang)種(zhong)(zhong)母材(cai)(cai)在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)各占20％的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數時(shi)(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)鉻(ge)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)分(fen)(fen)數相(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)(yu)g點(dian)；當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)母材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)30％時(shi)(shi)為(wei)(wei)h點(dian)，此(ci)時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫組織(zhi)為(wei)(wei)奧氏體(ti)(ti)＋馬氏體(ti)(ti)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接接頭仍(reng)(reng)有(you)形成(cheng)裂(lie)紋的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)。在完全相(xiang)同和(he)(he)條(tiao)(tiao)(tiao)件下(xia)，若(ruo)改變焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成(cheng)分(fen)(fen)，用(yong)(yong)A307牌號焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)（即E309型(xing)）進行(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)圖(tu)(tu)5-4中(zhong)d點(dian)。如果(guo)母材(cai)(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)40％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)(yu)圖(tu)(tu)5-4中(zhong)i點(dian)，此(ci)時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)接近(jin)為(wei)(wei)全部奧氏體(ti)(ti)組織(zhi)，也(ye)有(you)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)裂(lie)紋；若(ruo)熔(rong)(rong)(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)為(wei)(wei)30％，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)相(xiang)當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)于(yu)(yu)圖(tu)(tu)5-4中(zhong)j點(dian)，此(ci)時(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)含(han)有(you)體(ti)(ti)積分(fen)(fen)數為(wei)(wei)2％的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)組織(zhi)，對抗裂(lie)性和(he)(he)耐蝕性都是有(you)利(li)的(de)(de)(de)。若(ruo)采用(yong)(yong)A407焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)（E310型(xing)）施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，則焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)熔(rong)(rong)(rong)(rong)敷金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鉻(ge)和(he)(he)鎳當(dang)(dang)(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)為(wei)(wei)圖(tu)(tu)5-4中(zhong)e點(dian)，如果(guo)母材(cai)(cai)熔(rong)(rong)(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)仍(reng)(reng)為(wei)(wei)30％～40％（即焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫位于(yu)(yu)圖(tu)(tu)5-4中(zhong)fe線段中(zhong)k、l兩(liang)點(dian)），焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為(wei)(wei)單相(xiang)奧氏體(ti)(ti)組織(zhi)，也(ye)易(yi)使焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接接頭產(chan)生(sheng)裂(lie)紋。
這(zhe)三種(zhong)不(bu)同牌號的(de)不(bu)銹鋼焊條，其焊條熔敷金屬(shu)的(de)鉻鎳當量(liang)見表5-4。
綜上分(fen)(fen)析(xi)，焊(han)(han)(han)接(jie)12Cr18Ni9不銹鋼與(yu)Q235鋼時(shi)，若不加(jia)填(tian)充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)或用焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)采用A102焊(han)(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)不可避免地要(yao)出(chu)現脆硬的(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織，導(dao)致焊(han)(han)(han)縫產(chan)生(sheng)裂紋。用A307焊(han)(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)熔(rong)合比要(yao)控(kong)制在30％以下，才能獲得較為理想奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)＋鐵素(su)體(ti)(ti)雙相組(zu)(zu)(zu)織。用A407焊(han)(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)組(zu)(zu)(zu)織為單(dan)相奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織，焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭也有形(xing)成(cheng)(cheng)熱(re)裂紋的(de)傾向。根據以上分(fen)(fen)析(xi)可知，由于珠光體(ti)(ti)鋼的(de)稀(xi)釋(shi)作用，焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)和(he)組(zu)(zu)(zu)織會發(fa)生(sheng)很大變化。但(dan)是通過焊(han)(han)(han)接(jie)方法和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)材料的(de)選(xuan)擇以及對母材金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)合比的(de)控(kong)制，可以在相當寬的(de)范圍內(nei)調整焊(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)和(he)組(zu)(zu)(zu)織。
2. 焊縫邊緣的成分過渡層
焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)熔池邊緣，金(jin)屬(shu)(shu)在(zai)液態(tai)持續時間最短，溫度也較熔池中(zhong)部低，液體(ti)金(jin)屬(shu)(shu)流動性較差，容易結晶形(xing)成固態(tai)。由于(yu)珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)一側(ce)與奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)接材料的化學成分和填(tian)充金(jin)屬(shu)(shu)不能充分混合，在(zai)此側(ce)的焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)中(zhong)珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)所占份額增大，且(qie)越靠(kao)近熔合線(xian)稀釋程(cheng)度就越大。而在(zai)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)熔池中(zhong)心，其稀釋程(cheng)度就小。這樣(yang)，在(zai)珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)與奧氏(shi)體(ti)型不銹鋼(gang)焊(han)接時，相(xiang)鄰珠(zhu)光(guang)體(ti)一側(ce)熔合線(xian)的焊(han)縫中(zhong)存在(zai)一個成分梯(ti)度很大的過渡(du)(du)層(ceng)。在(zai)過渡(du)(du)層(ceng)中(zhong)存在(zai)一層(ceng)馬氏(shi)體(ti)組織，硬(ying)度很高(gao)(gao)，形(xing)成一個高(gao)(gao)硬(ying)度的馬氏(shi)體(ti)脆性層(ceng)，有可能使熔合區遭到(dao)破壞，降低了(le)焊(han)接結構的可靠(kao)性。
過渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)形成與(yu)焊(han)接參數有(you)很大(da)關(guan)系：當選用大(da)的(de)(de)熱(re)輸(shu)入進行(xing)焊(han)接時(shi)，焊(han)接電流很大(da)，焊(han)接速度慢，焊(han)縫(feng)金(jin)屬熔池(chi)邊(bian)緣(yuan)高溫停(ting)留時(shi)間(jian)延長(chang)。增加熔池(chi)邊(bian)緣(yuan)高溫停(ting)留時(shi)間(jian)，有(you)助于增加熔池(chi)邊(bian)緣(yuan)液態(tai)金(jin)屬的(de)(de)流動性(xing)(xing)(xing)和拌攪作用，使過渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度減小。同時(shi)馬氏(shi)體脆(cui)性(xing)(xing)(xing)層(ceng)(ceng)與(yu)過渡(du)層(ceng)(ceng)里(li)含鎳量有(you)關(guan)：當過渡(du)層(ceng)(ceng)中w（Ni）低(di)于5％～6％時(shi)，將產生馬氏(shi)體組織如圖5-5所示。從圖中可以看出，脆(cui)性(xing)(xing)(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)(kuan)度B與(yu)焊(han)縫(feng)中鎳含量成反比。當填(tian)充金(jin)屬選用H08Cr21Ni10時(shi)，脆(cui)性(xing)(xing)(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)(kuan)度為B1，是比較大(da)的(de)(de)；當采用Cr15Ni25Mo6 填(tian)充金(jin)屬時(shi)，此(ci)時(shi)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)層(ceng)(ceng)寬(kuan)(kuan)度縮(suo)小到B3；當使用鎳基(ji)焊(han)接材(cai)料時(shi)，脆(cui)性(xing)(xing)(xing)層(ceng)(ceng)將會完全消(xiao)失。
3. 熔合區的碳擴散
奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)型不(bu)銹鋼(gang)(gang)與珠光體(ti)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)成焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭，在(zai)焊(han)(han)(han)后熱處理或高(gao)溫運行服役(yi)時，其(qi)熔(rong)合區(qu)附近會發生(sheng)(sheng)碳(tan)由珠光體(ti)鋼(gang)(gang)母材(cai)向(xiang)奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的擴(kuo)散(san)。在(zai)碳(tan)化物形成元素(su)含量(liang)低的珠光體(ti)鋼(gang)(gang)一(yi)側(ce)產(chan)生(sheng)(sheng)脫(tuo)碳(tan)層，而相鄰(lin)的奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)一(yi)側(ce)產(chan)生(sheng)(sheng)增碳(tan)層。
碳擴散的結果，熔(rong)合區的珠光(guang)體(ti)組(zu)織由于碳含量降(jiang)低(di)而轉變(bian)(bian)為(wei)鐵素(su)體(ti)組(zu)織導致軟化(hua)(hua)，且在(zai)高溫(wen)的長(chang)時間作用下(xia)，鐵素(su)體(ti)晶粒還(huan)會顯著地長(chang)大(da)；同(tong)時增碳層中的碳化(hua)(hua)物也變(bian)(bian)得粗大(da)，硬(ying)度非常高。焊接接頭(tou)在(zai)這種軟硬(ying)交(jiao)接層的抗蠕變(bian)(bian)性能大(da)大(da)降(jiang)低(di)，在(zai)高溫(wen)下(xia)長(chang)時間服役(yi)，交(jiao)接處會出現蠕變(bian)(bian)孔洞并逐漸發展成為(wei)顯微裂紋，最后(hou)導致焊接接頭(tou)斷裂失效。
此(ci)外，若提高奧(ao)氏(shi)體不銹鋼與珠光體鋼焊縫中的(de)鎳(nie)含量，就可以減輕碳(tan)從珠光體鋼母材向奧(ao)氏(shi)體不銹鋼焊縫金屬中的(de)擴散遷移。若選用鎳(nie)基合金作為填充金屬，這種碳(tan)的(de)擴散遷移就不存在(zai)。
4. 熔(rong)合(he)區的熱應力
焊態的(de)接(jie)頭(tou)(tou)通常都(dou)存(cun)很(hen)大(da)的(de)殘余應(ying)力(li)，焊縫及(ji)其(qi)附近(jin)的(de)金(jin)屬處于(yu)(yu)拉應(ying)力(li)狀(zhuang)態，其(qi)余部分的(de)金(jin)屬受(shou)到壓(ya)應(ying)力(li)的(de)作用。然而在異種鋼接(jie)頭(tou)(tou)中，由(you)于(yu)(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)線脹系數比(bi)珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)鋼大(da)，從(cong)而導致焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)殘余應(ying)力(li)增大(da)。這(zhe)樣，異種鋼接(jie)頭(tou)(tou)在高(gao)溫(wen)下長時間(jian)運行期間(jian)，更突出的(de)表(biao)現(xian)在運行溫(wen)度波動（特別(bie)是開(kai)、停車(che)）時，焊接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)處于(yu)(yu)熱疲(pi)勞狀(zhuang)態。如果(guo)采用鎳基(ji)合金(jin)作為填充材料(liao)，由(you)于(yu)(yu)鎳基(ji)合金(jin)的(de)熱脹系數與珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)鋼相近(jin)，在珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)鋼母材一(yi)側，焊接(jie)殘余應(ying)力(li)就可(ke)能減少。
根據以上分析可見，以奧氏(shi)體(ti)不銹鋼為填充金屬(shu)焊接奧氏(shi)體(ti)-珠(zhu)光體(ti)異種材料副時，成分不均勻所(suo)(suo)導(dao)致的脆(cui)性過渡層(ceng)、碳擴(kuo)散問題(ti)以及膨脹系數所(suo)(suo)導(dao)致的溫(wen)度差應力和變溫(wen)疲勞問題(ti)均發(fa)生在珠(zhu)光體(ti)鋼一側焊縫的熔合區，因而成為矛盾的焦(jiao)點。大量(liang)的失效案例均證明了這一點。
5. 延(yan)遲紋
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。
