在不銹鋼和高合金耐熱鋼中,馬氏體不銹鋼是可以利用熱處理制度調(diào)整性能的,因此,為了保證使用性能的要求,特別是耐熱用馬氏體不銹鋼,焊縫成分應(yīng)盡量接近母材的成分。為了防止冷裂紋,也可采用奧氏體焊接材料,這時的焊縫強(qiáng)度必然低于母材。
焊縫成分同母材成分相近時,焊縫和熱影響區(qū)將會同時硬化變脆,同時在熱影響區(qū)中出現(xiàn)回火軟化區(qū)。為了防止冷裂,厚度3mm以上的構(gòu)件往往要進(jìn)行預(yù)熱,焊后也往往需要進(jìn)行熱處理,以提高接頭性能,由于焊縫金屬與母材的熱膨脹系數(shù)基本一致,經(jīng)熱處理后有可能完全消除焊接應(yīng)力。
當(dāng)工件不允許進(jìn)行預(yù)熱或熱處理時,可選擇奧氏體組織焊縫,由于焊縫具有較高的塑性和韌性,能松弛焊接應(yīng)力,并且能較多地固溶氫,因而可降低接頭的冷裂傾向,但這種材質(zhì)不均勻的接頭,由于熱膨脹系數(shù)不同,在循環(huán)溫度的工作環(huán)境下,在熔合區(qū)可能產(chǎn)生剪應(yīng)力,而導(dǎo)致接頭破壞。
對于簡單的Cr13型馬氏體不銹鋼,不采用奧氏體組織的焊縫時,焊縫成分的調(diào)整余地不多,一般都和母材基體相同,但必須限制有害雜質(zhì)硫、磷及硅等,硅在Cr13型馬氏體不銹鋼焊縫中可促使形成粗大的馬氏體。降低含碳量,有利于減小淬硬性,焊縫中存在少量鈦、氮或鋁等元素,也可細(xì)化晶粒并降低淬硬性。
對于多組元合金化的Cr12基馬氏體熱強(qiáng)鋼,主要用途是耐熱,通常不用奧氏體焊接材料,焊縫成分希望接近母材。在調(diào)整成分時,必須保證焊縫不致出現(xiàn)一次鐵素體相,因它對性能十分有害,由于Cr12基馬氏體熱強(qiáng)鋼的主要成分多為鐵素體元素(如鉬、鈮、鎢、釩等),為保證全部組織為均一的馬氏體,必須用奧氏體元素加以平衡,也就是要有適當(dāng)?shù)奶肌㈡?、錳、氮等元素、
馬氏體不銹鋼可采用所有的熔焊方法進(jìn)行焊接,由于這種鋼具有相當(dāng)高的冷裂傾向,因此必須嚴(yán)格保持低名,至低領(lǐng),在選擇焊接材料時,必須要注意這一點(diǎn),電焊條一般選用低氫型藥皮。
馬氏體不銹鋼焊材列人國標(biāo)的不多,具體焊接材料選擇可參考表3-17。隨著冶煉技術(shù)的提高,一些新的低碳甚至起人國標(biāo)的不多,具不用,在選擇焊接材料時,要充分考慮成分的相近性,一般新的鋼種的產(chǎn)生,其悍接材料也隨之產(chǎn)生。