如何进行珠光体耐热钢与马氏体耐热钢的焊接

    答：这两种钢是介于珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢之间的钢种，它包括铬当量为5%~9%和铬当量为12%的高铬钢。由于含量较高，所以抗氧化性能好，高温580℃以下，持久强度比一般常用的珠光体耐热钢高，并且还有较好的抗蠕变性能。

    这类异种钢焊接接头的焊接性较差，主要表现在：

   (1)马氏体耐热钢具有明显的空气淬硬倾向，焊后容易得到硬度很高的马氏体组织，使焊缝及熔合线附近晶粒急剧长大，加上焊接残余应力的作用，极容易形成冷裂纹。此外，这两类异种钢的碳当量值均较高，所以冷裂纹倾向大。

   (2)为了提高马氏体耐热钢高温强度，常在这类钢中加入Mo、V、W等易形成碳化物的元素，从而在焊接接头中使珠光体耐热钢焊缝熔合线附近的碳扩散，造成脱碳层，而马氏体耐热钢一侧，由于碳的迁入，造成增碳层。

    由于焊接性较差，所以必须采取严格的焊接工艺：

   (1)预热与层间温度。焊前预热和控制层间温度的目的，是防止冷裂纹。

   (2)焊后温度的控制及回火处理。马氏体钢的焊接接头，焊后必须缓慢冷却到100~150℃，保温0.5～1h，使其焊接接头转变为马氏体组织，然后再升温回火，进行热处理。马氏体钢的焊接接头，焊后不宜立即在较高温度下升温回火，这是因为在焊接过程中，奥氏体组织还没有完全转变，立即在较高温度下升温回火，碳化物会沿奥氏体晶界析出，得到粗大的、性质很脆的铁素体加碳化物组织，容易造成焊接接头脆断。如果将焊接接头焊后冷却到室温后再进行回火热处理，马氏体钢将出现空气淬硬倾向，造成常温塑性降低，并且在常温下残余奥氏体将继续转变为马氏体组织，使焊接接头变得又硬又脆，组织应力也随之增加，在加上扩散氢的聚集，焊接接头中有可能产生冷裂纹。所以，马氏体钢的焊接接头，焊后一定要缓慢冷却到100~150℃，保温0.5~1h，才能进行回火热处理。

   (3)焊接材料。珠光体耐热钢与马氏体耐热钢焊接时，可以选用三种不同的焊接材料，一种是与珠光体耐热钢相近；一种是与马氏体耐热钢相近；另一种是与这两种钢完全不同的焊接材料，即奥氏体不锈钢焊条。

    采用奥氏体不锈钢焊接这类异种钢时，可以使焊缝金属得到奥氏体组织，抗裂性较好；缺点是在焊后回火热处理中，容易发生碳的迁移，以及奥氏体钢热膨胀系数比马氏体耐热钢约大50%，使焊缝组织产生较大的内应力，这两点是极为不利的。所以，一般都避免使用奥氏体不锈钢焊条来焊接这类异种钢，特别是受压元件的焊接接头，更不能使用奥氏体不锈钢焊条作为焊接材料。

    采用与珠光体耐热钢相近的R337焊条，焊接这类异种钢时，在接头处未发现脱碳层和增碳层现象。经力学性能试验，其高温强度与马氏体耐热钢相等。