铁素体不锈钢与马氏体不锈钢的焊接工艺(上)

不锈钢是“不锈钢的”，即由于铬的含量大于12%而具有抗腐蚀性，因为铬元素会在不锈钢的表面形成钝化膜。请注意，这些不锈钢不是通常首先想到的“不锈钢” 304或316型的18％Cr / 8％Ni奥氏体不锈钢，而是具有不同机械和耐腐蚀性能的两组独立合金。

铁素体不锈钢含有高达约27%的铬，可以用于对耐腐蚀性和抗氧化性要求较高的应用，但在服务负载使用时不能过量，比如烟道气管道，汽车尾气，公路和铁路车辆。

马氏体不锈钢含有高达18％的铬，具有比铁素体不锈钢更好的可焊性和更高的强度。它们通常在蠕变服务和石油和天然气行业中具有良好的抗腐蚀性和耐腐蚀性。

铬是促进钢中铁素体形成的合金元素，在铁素体不锈钢的情况下，这种铁素体是被称为δ铁素体的高温形式。因此，与低合金钢不同，这种类型的钢在从熔点降至室温时不会发生相变; 它们不能因此通过热处理而变硬，这对于焊接接头的性能有影响。

然而，碳和氮是促进奥氏体形成的两种元素，因此随着碳和/或氮的百分比的增加，铁素体钢可被设计为在转变回铁素体之前全部或部分转变成奥氏体。这一系列的相变与低合金钢相似，通过生产马氏体 - 马氏体组织可以使钢硬化。

铁素体不锈钢有许多焊接问题。尽管它们不被认为是可硬化的，但可以形成少量的马氏体，这会导致延展性的损失。此外，如果钢被加热到足够高的温度，则会发生非常快速的晶粒生长，还会导致延展性和韧性的损失。

虽然铁素体不锈钢只含有少量的碳，但在快速冷却时，晶界处的碳化物沉淀会使钢材“敏化”，使其易受晶间腐蚀的影响。当这与焊接相关时，通常称为焊接腐蚀。近年来，超低碳，含钛或含铌的牌号的发展已经改善了这种状况。

铁素体不锈钢一般焊接在较薄的部分。大多数厚度小于6毫米，韧性损失较小。大多数常用的电弧焊接工艺都被使用，尽管限制这些钢材的热输入被认为是一种良好的做法，以使晶粒生长最小（1kJ / mm的热量输入和100-120°C的最大层间温度被推荐），这意味着高沉积速率过程是不可取的。预热不是必需的，虽然它可能有助于焊接10mm厚的部分，在那里晶粒生长和焊接限制可能导致接头开裂。