沉淀硬化不锈钢的应用与焊接(下)

17/4PH沉淀硬化不锈钢在时效热处理过程中，有时可能会因为发生热裂纹而导致沿熔合线失效。在这种情况下，元件应该在过时效状态下焊接，然后进行固溶热处理，接下来是焊后热处理。

例如308L之类的奥氏体填充金属或者为了更高的焊接金属强度而使用诸如2205之类的双相填充金属可以用于可以容忍较低强度接头或由于高度约束而产生裂纹的问题。如果双相填充金属因为脆化而被使用或推荐用于奥氏体焊缝金属，则不能进行焊后热处理。

因为含碳量较低，所以沉淀硬化不锈钢中的马氏体相会对较软，因此通常无需进行预热，虽然对于较厚（25mm以上）高度受约束的接头来说，大概100℃的预热已被发现可以被用于降低开裂。因此这些不锈钢转变成马氏体的温度低，建议使用200℃的最大层间温度。

保持非常高的层间温度会导致整个焊接处在冷却到室温时转变为马氏体，并且当发生这种情况时产生的体积变化可能会导致形成淬火裂纹。已经发现角焊缝和部分穿透对接焊缝中的缺口的应力升高效果导致开裂。如果强度的降低是可以接受的，那么可以使用Tp308L根通道来解决这个问题。还发现17/4PH沉淀硬化不锈钢铸件在焊接过程中会形成HAZ热裂纹，对于铸造物品，铜含量所以被限制在最大3%。

焊后热处理通常包含750℃的温度，并冷却到室温以确保不锈钢金相是100%马氏体，然后在550℃老化。依据合金的成分与时效热处理的温度，这应该达到900-1000MPa的UTS，800-900MPa的屈服强度和大约15%的延展性。

半奥氏体不锈钢通常以溶液处理的状态供应。这意味着该不锈钢是完全奥氏体的，并且通常无需进行预热，虽然对于厚度大且高度受限的接头的焊接，发现约100℃的预热是有帮助的。其实所有常见的电弧焊接工艺都可以使用，只是TIG（GTAW）会提供最佳性能。

对于含铝的沉淀硬化不锈钢，例如17 / 7PH，应避免使用MMA和埋弧焊接，因为铝在焊接过程中损失的比例会比较高，所以惰性气体保护工艺就很有必要应用。熔池比非铝合金流体少。用于FV520的匹配成分填充金属是容易获得的，但17/7PH沉淀硬化不锈钢易损件难以获得，因此经常使用从带材剪切的母材金属用于TIG焊接。或者可以使用17 / 4PH或FV520填充剂，如果使用17 / 4PH填充物，建议使用100°C的预热。焊后热处理与马氏体不锈钢相似，但是如果没有完全固溶热处理和匹配的填充金属，则不可能达到与母材匹配的强度。

建议完全奥氏体沉淀硬化不锈钢在溶液处理状态下焊接; 980°C左右的水或油淬火。老化过程非常缓慢，在720°C下需要15个小时才能达到最大强度，这意味着HAZ几乎与母材没有任何变化。因此，在焊后时效处理期间可以产生最佳的强度。这些钢与奥氏体不锈钢一样，对冷裂不敏感，不需要预热。但是，由于它们是完全奥氏体的，所以它们对热裂纹非常敏感。这使得厚壁部分的焊接成为问题，并且要求焊接条件被非常严格地控制，低热量输入，小焊道和中间层温度控制在低于150℃。

目前已经生产出与A286相当的航空航天合金，例如AMS5858，其具有改进的可焊性。17 / 10P等级特别敏感，不能用匹配的填充物焊接; 虽然热影响区的热裂纹仍然可能发生，但312型（29Cr / 9Ni）填料仍能获得最佳的成功机会。

因为在很多沉淀硬化不锈钢中存在铝或钛，所以应该使用惰性气体保护电弧焊工艺。一些匹配的成分填充金属是可用的，另外在航空航天等级，如AMS 5804，这些可以老化，以提供接近于母金属的强度。或者，可以使用奥氏体，双相不锈钢或镍基焊接填充金属。