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。


  鉻系馬氏體不銹鋼隨著碳含量的增加,焊接接頭的冷裂紋傾向加大。所以用來制造焊接結構的多數是1Cr13、2Cr13等馬氏體不銹鋼,含碳更高的3Cr13、4 Cr13等冷裂紋傾向更強,一般不能焊接。


  已知Cr13型不銹鋼中C+N的含量的增加,硬化加強,裂紋傾向加劇。圖2-11是馬氏體不銹鋼用斜Y型坡口鐵研式裂紋試驗的裂紋敏感性和C+N總含量的關系。由圖可見降低C+N可以顯著改善Cr13型馬氏體不銹鋼的焊接延遲裂紋的敏感性。


圖 11.jpg


  1Cr13馬氏體不銹鋼,實際上是半馬氏體組織,在焊接熱影響區近縫區會形成粗大鐵素體及沿晶界析出的碳、氮化物,塑韌性顯著降低。因此在采用同質焊材時,焊材中應添加Nb、Ti、Al等合金元素,可細化晶粒,提高焊縫金屬的塑韌性,防止裂紋的產生。