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第1章 不锈钢的焊接冶金 1

1.1　不锈钢的合金相图 1

1.1.1 Fe-Cr、Fe-Ni、Cr-Ni的二元合金相图 1

1.1.2 Fe-Cr-Ni三元合金相图 2

1.1.3　其他元素对Fe-Cr-Ni相图的影响 3

1.2　不锈钢焊缝金属的结晶 17

1.2.1 不锈钢焊缝金属的结晶特点 17

1.2.2　不锈钢焊缝金属的结晶类型 18

1.2.3　奥氏体不锈钢焊缝金属铁素体含量的预测 22

1.2.4　不锈钢焊缝金属结晶时的偏析 23

1.3　不锈钢焊缝金属的固相转变 24

1.3.1　焊缝金属的再结晶 24

1.3.2　不锈钢焊缝金属的δ-γ转变 25

1.3.3　不锈钢焊缝金属的γ→α转变 27

1.4　不锈钢焊缝金属中的析出现象 29

1.4.1 不锈钢焊缝金属中碳化物的析出和晶间腐蚀 30

1.4.2　高氮奥氏体不锈钢的氮化物析出及其对焊接性的影响 34

1.4.3　不锈钢焊缝金属中金属间化合物相的析出 37

1.4.4　不锈钢和不锈钢焊缝金属的475℃脆化 43

1.5　奥氏体不锈钢中的热裂纹 43

1.5.1　焊接热裂纹的形成机理 44

1.5.2 影响奥氏体不锈钢焊接热裂敏感性的因素 45

参考文献 49

第2章　不锈钢的化学成分、力学性能及所用焊接材料 51

2.1　不锈钢的分类 51

2.1.1　奥氏体不锈钢 51

2.1.2　铁素体不锈钢 54

2.1.3　马氏体不锈钢 56

2.1.4　双相不锈钢 57

2.1.5　沉淀硬化不锈钢 57

2.2　不锈钢的化学成分和力学性能 58

2.2.1　不锈钢的化学成分 58

2.2.2　不锈钢的力学性能 70

2.2.3　不锈钢的物理性能 72

2.3　不锈钢焊条 73

2.3.1　对不锈钢焊条的要求 73

2.3.2　不锈钢焊条的型号 73

2.3.3　不锈钢焊条牌号的编制 73

2.3.4　不锈钢焊条的主要化学成分 74

2.3.5　不锈钢焊条的力学性能 84

2.3.6　铬镍奥氏体不锈钢焊条发红及药皮脱落的问题 88

2.4　不锈钢焊丝 89

2.4.1 不锈钢实芯焊丝的牌号及化学成分 89

2.4.2　不锈钢药芯焊丝 93

2.5　不锈钢埋弧焊用焊剂 98

2.5.1　焊剂的作用 98

2.5.2　焊剂的分类 98

2.5.3 不锈钢埋弧焊焊丝和焊剂的选用 100

2.6　不锈钢带极堆焊用焊带与焊剂 101

2.7　选择不锈钢焊接材料的方法 105

参考文献 106

第3章　奥氏体不锈钢的焊接 107

3.1 概述 107

3.1.1 奥氏体不锈钢的衍变 107

3.1.2　奥氏体不锈钢的分类 107

3.2　奥氏体不锈钢的化学成分和力学性能 109

3.2.1　奥氏体不锈钢的化学成分 109

3.2.2　奥氏体不锈钢的力学性能 110

3.3 奥氏体不锈钢的物理性能和化学性能 111

3.3.1 奥氏体不锈钢的物理性能 112

3.3.2　奥氏体不锈钢的耐磨性 113

3.3.3　奥氏体不锈钢的化学性能（耐腐蚀性） 114

3.4　奥氏体不锈钢的焊接性能 118

3.4.1　奥氏体不锈钢焊缝中的气孔 118

3.4.2　奥氏体不锈钢产生焊接热裂纹的敏感性 120

3.4.3 奥氏体不锈钢产生液化裂纹的敏感性 123

3.4.4　奥氏体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀 124

3.4.5　奥氏体不锈钢焊接热影响区的刀状腐蚀 125

3.4.6　奥氏体不锈钢焊接应力腐蚀 126

3.4.7　奥氏体不锈钢的耐热性能 126

3.5　非稳定化奥氏体不锈钢的焊接 127

3.5.1　不加填充材料的TIG法焊接 127

3.5.2　加填充材料的焊接 128

3.5.3　非稳定化奥氏体不锈钢焊接工艺的要点 128

3.5.4　非稳定化奥氏体不锈钢的焊缝金属的力学性能 129

3.5.5　非稳定化奥氏体不锈钢和焊缝金属的析出行为 130

3.6　稳定化奥氏体不锈钢的焊接 131

3.6.1　稳定化奥氏体不锈钢的焊接工艺 131

3.6.2　稳定化奥氏体不锈钢焊缝金属的力学性能 131

3.6.3　稳定化奥氏体不锈钢和焊缝金属的析出现象 133

3.7　单相奥氏体不锈钢的焊接 133

3.7.1 单相奥氏体不锈钢填充材料焊接单相奥氏体不锈钢 133

3.7.2　单相奥氏体不锈钢焊缝金属的力学性能 134

3.7.3 单相奥氏体不锈钢和焊缝金属的析出现象 135

3.8　焊后的表面处理 135

3.9　奥氏体不锈钢的焊接工艺 135

3.9.1 奥氏体型不锈钢的焊条电弧焊 136

3.9.2　奥氏体不锈钢埋弧焊 142

3.9.3　气体保护焊 147

3.9.4 PA（等离子弧焊）-GTA（钨极氩弧焊）双面气体保护焊 160

3.9.5　高能焊 160

3.9.6　奥氏体不锈钢的压力焊 168

3.10　典型奥氏体不锈钢的焊接 172

3.10.1 18-8型奥氏体不锈钢的焊接 172

3.10.2 316型奥氏体不锈钢的焊接 177

3.10.3　超级奥氏体不锈钢254SMo的焊接 178

3.10.4　超级奥氏体不锈钢904L钢的焊接 183

3.10.5 00Cr14Ni14Si4奥氏体不锈钢的焊接 184

参考文献 185

第4章　铁素体不锈钢的焊接 187

4.1　铁素体不锈钢的组织特征 187

4.1.1 化学成分的影响 189

4.1.2　超高纯铁素体不锈钢 190

4.2　铁素体不锈钢的化学成分及力学性能 191

4.3　铬铁素体不锈钢的焊接性和焊接 192

4.3.1　铬铁素体不锈钢的焊接性 192

4.3.2　铬铁素体不锈钢的焊接 204

4.3.3 铬铁素体不锈钢焊缝金属的力学性能 206

4.3.4 铬铁素体不锈钢及其焊缝金属的析出现象 208

4.4　铁素体不锈钢的焊接工艺 208

4.4.1 铁素体不锈钢的焊接工艺特点 209

4.4.2　铁素体不锈钢的焊接方法 211

4.5　典型铁素体不锈钢的焊接 215

4.5.1 00Cr26Mo1超纯铁素体不锈钢的焊接 215

4.5.2　高纯0Cr18Mo2铁素体不锈钢的焊接 218

4.5.3 00Cr13Ti（日产409D）高纯铁素体不锈钢管的焊接 220

4.5.4　铁路货车车体用TCS铁素体不锈钢的焊接 220

参考文献 223

第5章　马氏体不锈钢的焊接 225

5.1 马氏体不锈钢的成分特点 225

5.1.1 马氏体不锈钢的基本化学成分 225

5.1.2　马氏体不锈钢的主要元素 225

5.2 马氏体不锈钢的化学成分及性能特点 227

5.2.1 Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的化学成分及性能特点 227

5.2.2 Cr-Ni系马氏体不锈钢的化学成分及性能特点 227

5.3　马氏体不锈钢的焊接性 228

5.3.1 Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的焊接性 228

5.3.2 Cr-Ni系马氏体不锈钢的焊接性 229

5.4　马氏体不锈钢的焊接工艺特点 230

5.4.1　控制焊缝金属的化学成分 230

5.4.2　焊前预热和焊后热处理 231

5.5　马氏体不锈钢的焊接方法 232

5.5.1　焊条电弧焊 232

5.5.2　其他焊接方法 235

5.6　马氏体不锈钢的焊接工艺措施 236

5.6.1　低碳Cr-Ni系马氏体不锈钢的焊接工艺措施 236

5.6.2　焊后热处理对低碳Cr-Ni系马氏体不锈钢接头性能的改善 239

5.6.3 Fe-Cr-C系马氏体不锈钢的焊接 242

5.7 低碳马氏体不锈钢及焊缝金属的析出现象 243

5.8　马氏体时效不锈钢的焊接 244

5.8.1　化学成分与合金元素的作用 244

5.8.2　热处理 247

5.8.3　焊接性 248

5.8.4　焊接工艺 249

参考文献 249

第6章　双相不锈钢的焊接 251

6.1　双相不锈钢的组织和性能 251

6.1.1 双相不锈钢的基本组织特征 251

6.1.2　双相不锈钢的基本性能 252

6.2　双相不锈钢的分类、代表牌号及化学成分和力学性能 253

6.2.1　双相不锈钢的分类、代表牌号 253

6.2.2　典型双相不锈钢的化学成分和力学性能 254

6.3　双相不锈钢的相组成 260

6.3.1　奥氏体与铁素体 260

6.3.2　其他析出相 262

6.4　双相不锈钢的力学性能及影响因素 265

6.4.1　双相不锈钢的力学性能 265

6.4.2　双相不锈钢力学性能的影响因素 265

6.4.3　双相不锈钢的韧性和脆性转变温度 268

6.5　双相不锈钢的耐腐蚀性 269

6.5.1　双相不锈钢的耐点蚀性能 269

6.5.2　双相不锈钢的应力腐蚀 271

6.6　典型双相不锈钢的性能 271

6.6.1 中合金型双相不锈钢的性能 271

6.6.2　高合金型双相不锈钢的性能 280

6.6.3　超级双相不锈钢 285

6.7　双相不锈钢的焊接性 290

6.7.1 双相不锈钢的焊接热影响区 290

6.7.2　双相不锈钢的焊缝金属 292

6.7.3　双相不锈钢的热裂敏感性 294

6.7.4　双相不锈钢的冷裂敏感性 295

6.7.5　双相不锈钢焊缝金属中的气孔 296

6.8　双相不锈钢的焊接 296

6.8.1 双相不锈钢的焊接材料及选用 296

6.8.2　双相不锈钢的焊接方法 300

6.8.3　双相不锈钢的焊接工艺要点 306

6.8.4　双相不锈钢焊缝金属的力学性能 307

6.8.5　奥氏体-铁素体双相不锈钢及焊缝金属的析出现象 308

6.9　典型双相不锈钢的焊接 309

6.9.1 SAF2205双相不锈钢的焊接 309

6.9.2　超级Cr25型双相不锈钢的焊接 318

6.9.3　双相不锈钢电阻对焊 321

参考文献 324

第7章　其他不锈钢的焊接 326

7.1　沉淀硬化不锈钢的焊接 326

7.1.1　沉淀硬化不锈钢的分类 326

7.1.2　沉淀硬化不锈钢的热处理 326

7.1.3　半奥氏体沉淀硬化不锈钢的焊接 327

7.1.4　沉淀硬化马氏体不锈钢的焊接 329

7.1.5　沉淀硬化奥氏体不锈钢的焊接 329

7.2　铸造耐热不锈钢炉管的焊接 329

7.2.1 铸造耐热不锈钢炉管的特性 329

7.2.2　铸造耐热不锈钢炉管的焊接性 331

7.2.3　高温铸造炉管长期工作的问题 331

7.2.4 HK—40铸造耐热不锈钢炉管的焊接 333

7.2.5 HP45NbTi铸造耐热不锈钢炉管的焊接 336

7.2.6　损伤炉管的焊接修复 338

参考文献 340

第8章 不锈钢与其他金属材料的焊接 342

8.1 不锈钢与其他金属材料的焊接特点 343

8.1.1 异种金属形成焊接连接的可能性 343

8.1.2　异种金属熔焊的主要问题 343

8.1.3　异种金属熔焊的焊接性 345

8.1.4　异种金属焊接时焊接材料的选择 350

8.2　奥氏体不锈钢与珠光体钢的焊接及举例 351

8.2.1 奥氏体不锈钢与珠光体钢的焊接 351

8.2.2　奥氏体不锈钢与珠光体钢的焊接举例 366

8.3　其他类型不锈钢与珠光体钢的焊接 369

8.3.1 铁素体不锈钢与珠光体钢的焊接 369

8.3.2　马氏体不锈钢与珠光体钢的焊接 371

8.3.3　铁素体不锈钢及马氏体不锈钢（1Cr13）与碳钢（Q235）异种钢的电弧焊 373

8.4　不锈钢之间的焊接 374

8.4.1 奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢、马氏体不锈钢的焊接 374

8.4.2　不同奥氏体不锈钢的焊接 376

8.4.3　铁素体不锈钢与马氏体不锈钢的异种钢焊接 378

8.5　不锈复合钢板的焊接 379

8.5.1　不锈复合钢板 379

8.5.2　不锈复合钢板的焊接性 381

8.5.3　不锈复合钢板的焊接工艺 382

8.5.4　不锈复合钢板的焊接实践 386

8.6　不锈钢堆焊 390

8.6.1　带极埋弧堆焊 391

8.6.2　带极埋弧堆焊之实践 393

8.6.3　带极电渣堆焊 395

8.7　不锈钢与非铁金属的焊接 396

8.7.1 不锈钢与铜及铜合金的焊接 396

8.7.2　不锈钢与镍及镍合金的焊接 402

8.7.3　不锈钢与钛及钛合金的焊接 407

参考文献 407