焊接缺欠的存在将会直接影响材料的焊接接头质量,使得焊接接头质量下降,性能变差。根据实际生产过程的要求:当存在焊接缺欠,即使焊接接头的质量和性能会下降,若缺欠不超过容限标准,不会对零件的使用造成影响,这种焊接缺欠是可以被允许的;而焊接缺陷则是在焊接过程中或焊后,焊接接头区域形成了不被允许的焊接缺欠,或者说超出了焊接缺欠的容限标准,这样的焊接缺陷将会对焊件的安全使用造成直接影响,应尽量避免焊接缺陷的产生和残留,具有焊接缺陷的焊件应当进行返修或直接被判不合格。焊接缺欠可分为微观和宏观两类缺欠。宏观缺欠是指那些肉眼可以辨认的焊接缺欠,如裂纹、气孔、夹杂和焊缝几何形状偏差等;微观缺欠主要是焊接金属中的偏析、夹杂物、夹杂带等。铁素体类不锈钢盘管焊接性的主要问题是如何在焊态保持足够的韧度和延展性,主要问题集中在脆化现象和裂纹的控制上。从Thielsch26Demol271的综述可知:有三种脆化现象影响铁素体不锈钢盘管的综合使用性能:475℃885F)脆化,σ相脆化,高温脆化。

1475℃脆化

wCr=15%-17%Fe-Cr合金加热到425-550℃800-1020)温度区间会产生严重脆化。温度低于550℃1020)的条件下,时效后的钢材中生成了Cr元素含量较高的α铁素体和Fe元素含量较高的α铁素体,而在铁-铬平衡相图上出现这两类铁素体的混合区,生成的共格析出物α,铁素体导致钢的脆化。Cr含量的变化影响了475℃脆化的速度和程度,高铬含量的钢会在较短时间和较高温度的条件下发生475℃脆化,对于中低铬铁素体不锈钢盘管,铬含量较低,不易形成α'铁素体,所以达到475℃脆化所需的时效时间较长。而铬含量最低的不锈钢盘管405型和409不锈钢盘管不发生475℃脆化。

2σ相脆化

σ相是在wCr=20%-70%Fe-Cr合金,由于加热到500-800℃930-1470)温度区间停留而成的。如同475℃脆化一样,铬含量越高越有利于形成σ相,且对应的速度也越快。当不锈钢盘管中铬含量低于20%的时候,一般需要在σ相形成的临界温度持续保温几百小时才能形成σ相。而对于铬含量较高的材料,则只需要在σ相形成温度范围内保温几小时34即可形成。

3)高温脆化

钢材热处理过程中,当温度达到0.7倍熔点并且保持一段时间时,会发生高温脆化现象。该温度范围远远高于铁素体不锈钢盘管正常使用条件下的温度,因此高温脆化现象一般发生在热机械加工过程和焊接过程当中。钢材中的CN等微量合金元素,对铁素体不锈钢盘管的高温脆化特性有很强的影响。在高温状态下这些元素在铁素体或铁素体+奥氏体母体中以固溶形式存在;在冷却时这些间隙原子形成析出物,通常是富铬碳化物、氮化物和碳氮化物,析出可以发生在晶间,也可以发生在晶内,前者促使晶间腐蚀,后者降低拉伸时的延性和韧度。高温脆化产生在保持高温的时间段内,因而晶粒长大也是影响力学性能的一个因素。在全铁素体钢中,当温度高于1000℃2010)时晶粒长大十分剧烈,特别是经过冷作硬化的钢。这样的晶粒粗化程度无法通过热处理工艺来进行细化晶粒。一般来讲,高水平的间隙元素含量(C.NO)是最危险的因素,因此绝大多数商业用钢含有极低水平的间隙元素。当这种元素的含量很低时,晶粒尺寸对高温脆化现象的影响程度就会增大,即便保持高温的时间很短,也会导致晶粒粗化造成严重的高温脆化。