奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)與低碳或(huo)低合金(jin)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接是最常見的(de)異種鋼(gang)焊(han)(han)(han)接。這(zhe)種異種鋼(gang)接頭使用(yong)(yong)環(huan)境也(ye)特(te)別復雜(za)，有的(de)是在低溫(wen)環(huan)境下使用(yong)(yong)，有的(de)在高(gao)溫(wen)下使用(yong)(yong)；有的(de)要求耐腐(fu)蝕，有時則要求耐疲(pi)勞，這(zhe)些都要求在選擇焊(han)(han)(han)接材料和焊(han)(han)(han)接工藝(yi)時必須(xu)認(ren)真(zhen)考慮。


1. 稀釋(shi)問題


  在異種鋼的(de)(de)焊(han)接過程中，由于(yu)基體金(jin)(jin)屬的(de)(de)熔化(hua)而(er)使(shi)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬受到稀(xi)釋，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)成分(fen)是(shi)由填充(chong)金(jin)(jin)屬的(de)(de)成分(fen)、母材成分(fen)及熔合(he)比確定的(de)(de)，這樣可以在不銹(xiu)鋼織(zhi)(zhi)圖(tu)上（舍(she)夫勒組(zu)織(zhi)(zhi)圖(tu)）大(da)致預(yu)測出(chu)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)組(zu)織(zhi)(zhi)狀態，也能(neng)(neng)大(da)致知道(dao)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)，保證接頭的(de)(de)機械(xie)性(xing)能(neng)(neng)和抗(kang)裂性(xing)能(neng)(neng)。


2. 熔(rong)合(he)區的塑性(xing)


  奧(ao)氏(shi)體不銹鋼與低碳或低合金鋼焊接時，一般選擇奧氏體焊縫金屬。由于稀釋作用，往往會在過渡區產生脆性的馬氏體組織，即在焊縫金屬中靠近母材一側熔合區附近存在一個窄的低塑性帶。低塑性帶的化學成分和組織均不同于焊縫的其他部位，寬度一般為0.2~0.6mm,位置在熔合區中靠熔合線的邊緣。熔合區的寬度隨填充金屬的種類不同而不同（見表4-1)。熔合區中低塑性的馬氏體組織存在，明顯地降低接頭的沖擊韌性，對于在低溫下工作和承受沖擊載荷的異種鋼接頭，應選用鎳基合金材料作為填充金屬，以減少熔合區的脆性馬氏體層的寬度和熔合線附近沖擊韌性的降低幅度。


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3. 碳的擴散


  前(qian)面(mian)已(yi)經提(ti)及的(de)(de)(de)異種(zhong)接頭，在焊后熱處理或高(gao)溫(wen)環境中(zhong)使(shi)用(yong)時，由于兩(liang)側強碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)形(xing)成(cheng)元(yuan)素含(han)量(liang)和組織的(de)(de)(de)不(bu)同而產生碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)遷移。在低(di)碳(tan)(tan)或低(di)合金(jin)鋼一側形(xing)成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)層，由于碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)減少(shao)，將變成(cheng)鐵素體組織而軟化(hua)，同時促使(shi)脫(tuo)碳(tan)(tan)區的(de)(de)(de)晶粒長大(da)，沿熔(rong)合線形(xing)成(cheng)一層粗晶粒區。在焊縫一側形(xing)成(cheng)增碳(tan)(tan)層，除一部分碳(tan)(tan)溶入基(ji)體以外，剩余的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)元(yuan)素則以鉻(ge)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)形(xing)態(tai)析出(chu)，使(shi)組織硬化(hua)。研(yan)究表明：焊縫金(jin)屬中(zhong)含(han)鎳量(liang)的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)，脫(tuo)碳(tan)(tan)層寬(kuan)度(du)減小。當含(han)鎳量(liang)提(ti)高(gao)到25%時，脫(tuo)碳(tan)(tan)層寬(kuan)度(du)的(de)(de)(de)減小將十分顯著(zhu)。


  碳(tan)的(de)(de)(de)擴(kuo)散遷移對(dui)(dui)接(jie)頭的(de)(de)(de)常溫(wen)和(he)高溫(wen)瞬時強度不良(liang)影(ying)響比較(jiao)小，但對(dui)(dui)持久強度和(he)疲(pi)勞極限的(de)(de)(de)影(ying)響較(jiao)大(da)，而(er)且斷(duan)裂部(bu)位大(da)部(bu)分發生(sheng)在熔(rong)合區的(de)(de)(de)脫碳(tan)層上。隨著碳(tan)擴(kuo)散的(de)(de)(de)發展(zhan)、接(jie)頭在熔(rong)合區發生(sheng)脆性斷(duan)裂的(de)(de)(de)傾向(xiang)增(zeng)大(da)。


4. 熱應(ying)力(li)及(ji)其影響


  奧氏體不銹鋼熱(re)膨脹系數比低碳或低合金鋼大30%~60%,導熱(re)系數卻只(zhi)有(you)低碳或低合金鋼的(de)30%~40%.這(zhe)(zhe)(zhe)樣兩種材料的(de)接(jie)頭，焊后會(hui)引起熱(re)應(ying)力。而(er)這(zhe)(zhe)(zhe)種熱(re)應(ying)力是不可能通(tong)過熱(re)處(chu)理(li)來消除的(de)，這(zhe)(zhe)(zhe)種永(yong)存(cun)的(de)熱(re)應(ying)力對接(jie)頭性能影響(xiang)很大。


  奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)與(yu)低碳或低合(he)(he)(he)金鋼(gang)異種材料的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在周期性(xing)(xing)加熱(re)和冷卻(que)條件下工作時，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)承受著嚴重的(de)熱(re)應(ying)變(bian)應(ying)力，由于低碳或低合(he)(he)(he)金鋼(gang)一側(ce)的(de)熔合(he)(he)(he)區(qu)或熱(re)影響區(qu)韌性(xing)(xing)相(xiang)對較差，所以(yi)很容易(yi)沿這一側(ce)熔合(he)(he)(he)線產生(sheng)(sheng)熱(re)疲勞(lao)裂(lie)紋。熱(re)疲勞(lao)裂(lie)紋會在熱(re)應(ying)力的(de)作用(yong)下，沿著弱化的(de)脫碳層擴展而導致(zhi)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)破壞(huai)。由于鎳基合(he)(he)(he)金的(de)熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數介于奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)與(yu)低碳或低合(he)(he)(he)金鋼(gang)之間，這樣就減弱了接(jie)(jie)(jie)頭(tou)因(yin)熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數不同而產生(sheng)(sheng)的(de)應(ying)力。因(yin)此，在接(jie)(jie)(jie)頭(tou)性(xing)(xing)能要求高的(de)情況下，采用(yong)鎳基合(he)(he)(he)金焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料改善接(jie)(jie)(jie)頭(tou)性(xing)(xing)能是非常有效的(de)。