鉻系馬氏體不銹鋼有:1Cr13、2Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、3Cr16、7Cr17等鋼種,這些鋼種是鉻從11.5%~18%按其耐蝕性派生出來的。鉻是鐵素體形成元素,為了保持馬氏體組織,較高的鉻需要較多的碳含量,以使在熱處理后形成馬氏體。馬(ma)氏體不銹(xiu)鋼在臨界(ACs)溫度以上是面心立方的奧氏體組織,在快速冷卻到臨界溫度以下時,奧氏體轉變為體心立方的馬氏體。組織的轉變引起體積變化,產生應力,從而提高了硬度和降低塑性。這一特性對于焊接接頭的影響尤其重要,因此焊后在熱影響區容易引起裂紋。特別是電弧焊時,熔池因吸氫的作用,剛度大的結構焊后經過一定的潛伏期,氫將引起焊縫和熔合區的延遲(冷)裂紋。與碳鋼、低合金鋼相比,氫的擴散速度緩慢,約為碳鋼的1/10~1/25,延遲裂紋焊后5天之內仍應注意,可能發生開裂。
鉻系馬氏體不(bu)銹鋼隨著(zhu)碳(tan)含量的(de)增(zeng)加,焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)冷(leng)裂紋傾(qing)向(xiang)加大。所以用來(lai)制(zhi)造(zao)焊(han)接(jie)(jie)結構的(de)多數是1Cr13、2Cr13等馬氏體不(bu)銹鋼,含碳(tan)更高的(de)3Cr13、4 Cr13等冷(leng)裂紋傾(qing)向(xiang)更強,一般不(bu)能(neng)焊(han)接(jie)(jie)。
已知Cr13型(xing)不(bu)銹鋼中C+N的(de)含(han)(han)量的(de)增加(jia),硬化加(jia)強,裂(lie)紋傾向加(jia)劇。圖2-11是馬(ma)氏體不(bu)銹鋼用斜Y型(xing)坡(po)口鐵(tie)研(yan)式(shi)裂(lie)紋試(shi)驗(yan)的(de)裂(lie)紋敏(min)感性和C+N總(zong)含(han)(han)量的(de)關系。由(you)圖可見降(jiang)低(di)C+N可以顯(xian)著改(gai)善(shan)Cr13型(xing)馬(ma)氏體不(bu)銹鋼的(de)焊接延遲裂(lie)紋的(de)敏(min)感性。
1Cr13馬氏體不銹鋼,實際上是半馬氏體組織,在(zai)焊接熱影(ying)響(xiang)區近(jin)縫區會形成(cheng)粗大鐵(tie)素(su)體及沿(yan)晶(jing)界析出(chu)的(de)碳(tan)、氮化(hua)物,塑(su)韌性(xing)顯著降低。因此(ci)在(zai)采用同質焊材時,焊材中應添加(jia)Nb、Ti、Al等合金元素(su),可(ke)細化(hua)晶(jing)粒,提高焊縫金屬的(de)塑(su)韌性(xing),防止裂紋(wen)的(de)產生。