鉻係馬氏體不鏽鋼有 12Cr13、20Cr13、30Cr13、Y30Cr13、32Cr13Mo、40Cr13、68Cr17等鋼種。這些鋼種是(shi)鉻從11.5%~18按其耐腐蝕性派(pai)生出來的。鉻是(shi)鐵(tie)素體形(xing)成元素,為了保持馬氏體組織,較(jiao)高的鉻需(xu)要較(jiao)多的碳含量,以(yi)使在(zai)熱處理後形(xing)成馬氏體。馬氏體不鏽鋼在(zai)臨界溫度(Ac3)以(yi)上是(shi)麵心立(li)方的奧氏體組織,在(zai)快速冷卻到臨界溫度以(yi)下時,奧氏體轉變(bian)為體心立(li)方的馬氏體。組織的轉變(bian)引(yin)起(qi)體積(ji)變(bian)化,產生應力,從而(er)提高了硬度和(he)降低了塑性。這一特(te)性對於焊接接頭的影響尤(you)其重要,因此焊後在(zai)熱影響區容易引(yin)起(qi)裂紋。特(te)別是(shi)電弧(hu)焊時,熔池因吸收氫(qing)的作用,剛(gang)度大(da)的結構焊後經過(guo)一定(ding)的潛伏期,氫(qing)將引(yin)起(qi)焊縫和(he)熔合區的延遲(冷)裂紋。與碳鋼、低合金鋼相比(bi),馬氏體不鏽鋼中氫(qing)的擴(kuo)散速度緩(huan)慢(man),約為碳鋼的1/10~1/25。延遲裂紋在(zai)焊後5天之內仍應注意,有可能發生開(kai)裂。
鉻係馬氏體不鏽鋼隨(sui)著(zhou)碳含量的增加,焊接接頭的冷裂紋傾向加大(da)。所以(yi)用來製造焊接結構的多數是(shi)12Cr13、20Cr13等馬氏體不鏽鋼,含碳量更(geng)高的30Cr13、40Cr13等冷裂紋傾向更(geng)強,一般不能焊接。已知Cr13型不鏽鋼中隨(sui)C+N含量的增加,硬化加強,裂紋傾向加劇。可見降低C+N的含量可以(yi)顯(xian)著改善(shan)Cr13型馬氏體不鏽鋼的焊接延遲裂紋的敏感(gan)性。
12Cr13馬氏體不鏽鋼,實際上是(shi)半(ban)馬氏體組織,在(zai)焊接熱影響區近縫區會(hui)形(xing)成粗大(da)鐵(tie)素體及沿晶界析出的碳、氮化合物,塑性、韌性顯(xian)著降低。因此在(zai)采用同質焊材(cai)時,焊材(cai)中應添加Nb、Ti、Al等合金元素,可細化晶粒,提高焊縫金屬(shu)的塑性、韌性,防(fang)止(zhi)裂紋的產生。