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。馬氏體不銹鋼在臨界(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)銹鋼隨著碳含(han)量的(de)增加(jia),焊接(jie)接(jie)頭的(de)冷裂(lie)紋(wen)傾(qing)向加(jia)大(da)。所以用來制造焊接(jie)結構(gou)的(de)多數是1Cr13、2Cr13等(deng)馬氏體不(bu)銹鋼,含(han)碳更(geng)高(gao)的(de)3Cr13、4 Cr13等(deng)冷裂(lie)紋(wen)傾(qing)向更(geng)強,一般不(bu)能焊接(jie)。
已知(zhi)Cr13型(xing)不(bu)銹鋼(gang)中C+N的含量(liang)的增加,硬化(hua)加強,裂紋傾(qing)向加劇。圖2-11是馬氏體不(bu)銹鋼(gang)用斜(xie)Y型(xing)坡口鐵研式裂紋試驗的裂紋敏(min)感性和C+N總含量(liang)的關系。由圖可(ke)見降低C+N可(ke)以顯著改善(shan)Cr13型(xing)馬氏體不(bu)銹鋼(gang)的焊(han)接延(yan)遲(chi)裂紋的敏(min)感性。
1Cr13馬(ma)氏體不銹鋼,實(shi)際上(shang)是半馬(ma)氏體組織,在(zai)(zai)焊(han)接(jie)熱影響區近縫(feng)(feng)區會形成粗(cu)大鐵(tie)素(su)體及沿晶界析出的(de)(de)碳(tan)、氮化物,塑韌(ren)(ren)性顯著降低。因此在(zai)(zai)采(cai)用同質焊(han)材時,焊(han)材中應添加Nb、Ti、Al等(deng)合金元素(su),可細化晶粒,提高焊(han)縫(feng)(feng)金屬的(de)(de)塑韌(ren)(ren)性,防止裂(lie)紋的(de)(de)產生。