不锈钢及耐热耐蚀合金焊接的热裂纹问题研究 不锈钢及耐热耐蚀合金以其具有的防锈、耐腐蚀、抗氧化和耐高温等特点，广泛应用于石油、化工、航空、航天、核能、冶金、电力、交通运输、纺织和电子等部门。由于它们含有的合金元素多、组织结构复杂等给焊接带来了很大困难，特别是焊接热裂纹问题更为人们所关注。 热裂纹通常包括3种，在焊缝金属中生成的热裂纹称为凝固裂纹，在热影响区或多层焊焊道的再加热区产生的热裂纹称为液化裂纹;这两类裂纹都是在液相和固相共存的高温区域，并在热应变的作用下产生的。第三种是低塑性裂纹，这类裂纹产生的温度较低，它的出现与液相无关，通常处在热影响区的粗晶区。 在不锈钢焊接过程中，焊缝金属的凝固裂纹是一个很大的问题，凝固裂纹的敏感性与δ铁素体的含量有依存关系，铁素体含量在5%～20%范围内时，裂纹的敏感性*小，单一的γ相或铁素体含量在40%以上时，裂纹的敏感性显著增加。通过改变焊缝金属的化学成分及调整熔合比，使焊缝金属中的铁素体量在几个百分数范围内，就可以避免凝固裂纹的产生。 在各种镍基合金中，因康镍625或718的脆性温度区间比哈斯特洛依X或C-276要大些，故前者的凝固裂纹敏感性高些，这是因为它们都含有较多的合金元素Nb，Nb是形成NbC、γ相(Ni3Nb)和Laves相的元素。采用这一成分的合金焊接时，在*后的凝固区域内易于形成γ/NbC或γ/Laves相的共晶，这些共晶的熔点低，故易于产生凝固裂纹。除了Nb之外，C和Si也是增加凝固裂纹敏感性的元素。另外，当母材中存在未固溶的NbC时，在γ/NbC界面上会产生液化，伴随着晶界的液化也会出现液化裂纹。 综上所述，在不锈钢及耐热耐蚀合金中各种焊接热裂纹的产生除了与材料本身的合金成分和组织有关系外 ，材料中的夹杂物及溶质元素如P、S、Pb、Sn、Zn等也起着重要的作用，它们导致了低熔点物质的产生，致使残留液相覆盖在晶界周围，在很小的热应变作用下就出现开裂现象。对于奥氏体-铁素体不锈钢焊缝而言，铁素体量对凝固裂纹的敏感性有重要影响;而对于纯奥氏体不锈钢焊缝来说，P+S的含量对其BTR有明显影响，其含量越低，热裂纹敏感性越小。在镍基耐热耐蚀合金的焊接中，Nb、C、Si等元素易于形成低熔点共晶，因而增加了凝固裂纹敏感性;P、S等杂质在晶界的偏析也助长了热裂纹的形成。
不锈钢及耐热耐蚀合金以其具有的防锈、耐腐蚀、抗氧化和耐高温等特点，广泛应用于石油、化工、航空、航天、核能、冶金、电力、交通运输、纺织和电子等部门。由于它们含有的合金元素多、组织结构复杂等给焊接带来了很大困难，特别是焊接热裂纹问题更为人们所关注。
热裂纹通常包括3种，在焊缝金属中生成的热裂纹称为凝固裂纹，在热影响区或多层焊焊道的再加热区产生的热裂纹称为液化裂纹;这两类裂纹都是在液相和固相共存的高温区域，并在热应变的作用下产生的。第三种是低塑性裂纹，这类裂纹产生的温度较低，它的出现与液相无关，通常处在热影响区的粗晶区。
在不锈钢焊接过程中，焊缝金属的凝固裂纹是一个很大的问题，凝固裂纹的敏感性与δ铁素体的含量有依存关系，铁素体含量在5%～20%范围内时，裂纹的敏感性*小，单一的γ相或铁素体含量在40%以上时，裂纹的敏感性显著增加。通过改变焊缝金属的化学成分及调整熔合比，使焊缝金属中的铁素体量在几个百分数范围内，就可以避免凝固裂纹的产生。
在各种镍基合金中，因康镍625或718的脆性温度区间比哈斯特洛依X或C-276要大些，故前者的凝固裂纹敏感性高些，这是因为它们都含有较多的合金元素Nb，Nb是形成NbC、γ相(Ni3Nb)和Laves相的元素。采用这一成分的合金焊接时，在*后的凝固区域内易于形成γ/NbC或γ/Laves相的共晶，这些共晶的熔点低，故易于产生凝固裂纹。除了Nb之外，C和Si也是增加凝固裂纹敏感性的元素。另外，当母材中存在未固溶的NbC时，在γ/NbC界面上会产生液化，伴随着晶界的液化也会出现液化裂纹。
综上所述，在不锈钢及耐热耐蚀合金中各种焊接热裂纹的产生除了与材料本身的合金成分和组织有关系外 ，材料中的夹杂物及溶质元素如P、S、Pb、Sn、Zn等也起着重要的作用，它们导致了低熔点物质的产生，致使残留液相覆盖在晶界周围，在很小的热应变作用下就出现开裂现象。对于奥氏体-铁素体不锈钢焊缝而言，铁素体量对凝固裂纹的敏感性有重要影响;而对于纯奥氏体不锈钢焊缝来说，P+S的含量对其BTR有明显影响，其含量越低，热裂纹敏感性越小。在镍基耐热耐蚀合金的焊接中，Nb、C、Si等元素易于形成低熔点共晶，因而增加了凝固裂纹敏感性;P、S等杂质在晶界的偏析也助长了热裂纹的形成。