钢材的金相组织(钢铁的金相组织的共同特点有哪些)

导语：常见钢的金相组织分类特点

异种钢的焊接组合在现代工业中应用最广泛,异种钢焊接构件的组合分类是这样的,工程结构中应用较多的是不同金相组织的异种钢焊接,这类结构件主要分以下两种情况:

①母材金相组织相同而合金化程度不同的异种钢焊接结构件,例如低碳钢与铬钼耐热钢、1Cr18Ni9Ti与高镍奥氏体钢之间的焊接结构件;

②母材金相组织不同的异种钢焊接结构件,最常见的有珠光体钢与铬镍奥氏体钢、珠光体钢与高铬铁素体钢的焊接结构件等。

在机械制造业中,经常遇到要求把不同强度级别和性能的钢材焊接在一起的情况。异种钢常见组合为不同珠光体钢的焊接,以及珠光体钢与铁素体钢、珠光体钢与奥氏体钢的焊接。

珠光体钢、奥氏体钢和铁素体钢的分类见图1

其中,高铬不锈钢(Ⅶ类)中的1Cr13、2Cr13、3Cr13等及区类高铬热强钢也称为马氏体钢,类钢中的0Cr13、Cr14及Ⅷ类钢一般为铁素体+马氏体双相组织,称为铁素体钢或半铁素体钢。常用奥氏体钢可以分为五类,它们可以相互组成十五种组合。

高铬铁素体钢中含有碳化物形成元素铬,且含量较高,所以焊接时熔合区内不会出现明显的扩散层,选择焊接材料时可首先考虑焊缝中是否会出现裂纹。低碳铁素体不锈钢(0Cr13)焊前可以不预热,但应采用小的焊接热输入,层间温度在100℃以下,以免晶粒过分长大和近缝区金属的冲击韧性下降。

焊接纯铁素体钢(Cr17,Cr25Ti,Cr28等)时,固溶体分解形成新相(马氏体、碳化物),使接头的抗晶间腐蚀性能下降,铁素体晶粒粗大使近缝区的冲击韧性下降。因此,焊接接高铬铁素体钢时,不要选用焊缝成分和金相组织为纯铁素体的焊条,因为这类焊缝容易产生晶间腐蚀,冲击韧性很差,应选用铬镍铁素体奥氏体钢焊条,用这种焊条施焊的焊缝晶粒不易长大,经焊后回火,焊缝金属仍具有良好的耐蚀性、塑性和冲击韧性。

碳和其他碳化物元素含量较高的高铬钢(1Cr13,2Cr13等),组织中具有相当数量的马氏体,近缝区的马氏体脆化引起裂纹,是焊接时必须注意的问题。为了避免在接头中形成裂纹,通常要进行300~400℃预热,焊后立即高温回火,回火温度比基体金属焊前回火度低20~40℃。无法进行焊前预热和焊后热处理时,可以选用铬镍奥氏体焊接材料,但能保证焊缝与基体金属等强度,并且不能用于换热器这种热循环焊件。

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