不銹鋼焊條焊接低合金鋼焊接樣品分析顯微鏡

用奧氏體不銹鋼焊條來焊接低合金鋼是改善低合金鋼焊接性的行之有效的
方法；用奧氏體不銹鋼的焊接材料在低合金鋼板表面堆焊來制造復合板材
料，以適應某些工業(yè)領域?qū)Σ牧系奶厥庑枨?，也有廣泛的應用空間。這種
異種鋼焊接接頭在焊接加熱過程及隨后可能的高溫運行中，會發(fā)生明顯的
擴散過程，特別是碳的擴散過程。，這個擴散所引起的接頭區(qū)的成分、組
織和性能的變化，可以用菲克第二定律進行解釋。
  實際上，在奧氏體不銹鋼與低合金鋼這一擴散偶中，參與擴散的碳原
子，并非所含的全部碳原子，因為，可能會有一部分碳原子不能參與擴散
過程。例如，奧氏體不銹鋼，由于它含有大量的Cr，而Cr是強碳化物形成
元素，形成碳化物的碳原子，被束縛在碳化物巾，而不能參與擴散過程。
參與擴散過程的碳原子，只是碳含量的一部分，所以，物質(zhì)濃度并不是物
質(zhì)擴散的驅(qū)動力。因為在我們的擴散偶中，從宏觀上來看，并不總是碳原
子從濃度高的一方向濃度低的一方擴散；有時情況恰恰相反，碳原子將從
濃度低的一方向濃度高的一方擴散。如前所述，實際上，產(chǎn)生擴散的驅(qū)動
力為化學位差，物質(zhì)總是從化學位高的一方向化學位低的一方擴散。在這
里，我們引入化學活度系數(shù)的概念，它的物理意義相當于參與物質(zhì)擴散的
濃度與物質(zhì)的實際濃度之比，用Ai表示，餓為小于l的數(shù)：在這一擴散偶中
，一般來說，碳是從低合金鋼一側(cè)向奧氏體鋼--傾tJ擴散。還存在著反應
擴散，往往也是上坡擴散：．一方面，由于奧氏體鋼中有大量的Cr存在，
大大降低了碳在奧氏體鋼中的擴散系數(shù)，也就大大降低了碳在奧氏體鋼中
的擴散速度；另一方面，在低合金鋼中，往往都含有si，它有增大碳的擴
散系數(shù)的作用，增大了碳的擴散速度。這樣低合金鋼一側(cè)增加擴散速度，
另一方面奧氏體鋼一側(cè)降低擴散速度，于是，就在焊接交界區(qū)的奧氏體鋼
一側(cè)出現(xiàn)了碳的集聚，我們把這一現(xiàn)象叫作“增碳”一，這個區(qū)域叫作“
增碳層”；而在低合金鋼一側(cè)出現(xiàn)了碳的下降，我們把這一現(xiàn)象叫作“脫
碳”，這個區(qū)域叫作“脫碳層”。這種由于碳的擴散而形成的“增碳層”
和“脫碳層”會對焊接接頭的使用性能(包括力學性能及耐腐蝕性能等)產(chǎn)
生不利影響，這是碳的擴散發(fā)生在異種鋼焊接中的一個重要問題。

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