奥氏体不锈钢的品种性能及与钢（铁）的焊接性

根据形成奥氏体基体的合金化类型，可将奥氏体不锈钢区分为铬镍奥氏体和铬锰奥氏体不锈钢两大基本系列，前者以镍为主要奥氏体形成元素，后者奥氏体形成元素主要是锰，由于对于含量超过15%Cr的合金，单独使用锰，即使超过25%也不能形成完全奥氏体，为此必须与碳、氮联合使用，常常还有少量的镍，因此，这类合金亦称铬锰氮或铬锰镍氮不锈钢。此外在奥氏体不锈钢中还含有钼、硅、铜、钛、铌元素以赋予钢的一些独特性能。通常奥氏体不锈钢中含有16%~26%Cr，ni含量可高达35%可以达到18%。近年采开发成功的超级奥氏体不锈钢中的铬含量均在20%以上，最高达到33%，钢中的钼高达7%，尚含有约0.5%氮。此类钢具有2倍于常规奥氏体不锈钢的屈服强度和优异的耐均匀腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀的能力，可解决常规不锈钢难于克服的腐蚀问题。尽管奥氏体不锈钢牌号很多，但大量生产和使用的仅几个牌号，其中0Cr18Ni9Cu3，00Cr18Ni10N，0Cr17NI12M02N，00Cr17Ni14M02N，以及相应的改进型牌号约占不锈钢产量的50%。奥氏体不锈钢自1913 年问世以来，历经90年的发展，牌号众多。奥氏体型不锈钢与珠光体钢的焊接

在动力装置、石油化工和造纸设备中，有许多焊接结构是采用奥氏体型不锈钢与珠光体钢焊接而成。奥氏体型不锈钢用于容器、罐体结构内壁接触腐蚀介质或耐高温的部位，常用的材质有Cr18Ni9系列和Cr23Ni13系列；珠光体钢则用于其余要求不甚苛刻的部位，其材质有低钢、低合金钢、铬钼热稳定性钢等。使用这种焊接结构能节省大量的不锈钢材料，大大降低设备的成本，所以得到广泛采用。

奥氏体型不锈钢与碳钢在物理性能方面，如热导率、线膨胀系数有很大差异；在化学成分方面的差异更大。为了获得一个满意的异种钢焊接接头，必须对两种钢的性能、化学成分、组织和形成焊接接头可能出现的各个具体问题进行分析，从对焊接方法、焊接材料和焊接工艺的选择着手，协调处理多种矛盾力求得到解决。

焊接性分析

异种钢焊接时，每一种（侧）被焊母材金属受到焊接热循环而发生组织转变以及随之而可能出现的各种焊接性问题，如淬火硬化、退火或回火软化、冷裂纹、再热裂纹、液化裂纹等，都和同种材料焊接时基本相同，因而在此不再重复。以下所要讨论的异种钢焊接性问题只是集中于焊缝和熔合区。因为这里的金属成分组分十分复杂，受到两种不同成分的母材金属和第三种成分的填充材料的共同制约，且又受到焊接工艺的强烈影响。

焊缝的成分、相组成及其调控

奥氏体型不锈钢（A）与珠光体钢（B）焊接时，焊缝金属平均成分（D）由两种不同类的母材（A和B）同填充金属（C）混合所组成。由于珠光体钢中不含有或只含有少量的合金素，如它溶入焊缝金属的份额增大，则会冲淡焊缝金属的合金浓度，从而改变焊缝金属的化学成分和组织状态。这种现象称为母材金属对焊缝金属的稀释作用。

稀释程度取决于母材金属在焊缝金属中所占质量比，通常用熔合比（又称截面系数）（指熔焊时，被熔化的母材金属部分在焊缝金属中所占的比例）表示。奥氏体型不锈钢与珠光体的焊缝，希望母材在焊缝金属中所占质量比要小，即稀释度小一些而且要求熔合比稳定，力求由焊接材料来主控焊缝金属的成分和组织，降低其受熔合比波动的影响程度。其目的是减少焊缝裂纹，保证焊接接头的性能。影响焊缝稀释程度的因素很多，有焊缝形状、焊接电流、电弧压、焊接速度等。焊接方法不同对焊缝稀释程度影响很大。

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