焊接缺欠的存在將會直接影響材料的焊接接頭質量,使得焊接接頭質量下降,性能變差。根據實際生產過程的要求:當存在焊接缺欠,即使焊接接頭的質量和性能會下降,若缺欠不超過容限標準,不會對零件的使用造成影響,這種焊接缺欠是可以被允許的;而焊接缺陷則是在焊接過程中或焊后,焊接接頭區域形成了不被允許的焊接缺欠,或者說超出了焊接缺欠的容限標準,這樣的焊接缺陷將會對焊件的安全使用造成直接影響,應盡量避免焊接缺陷的產生和殘留,具有焊接缺陷的焊件應當進行返修或直接被判不合格。焊接缺欠可分為微觀和宏觀兩類缺欠。宏觀缺欠是指那些肉眼可以辨認的焊接缺欠,如裂紋、氣孔、夾雜和焊縫幾何形狀偏差等;微觀缺欠主要是焊接金屬中的偏析、夾雜物、夾雜帶等。鐵素體類不銹鋼盤管焊接性的主要問題是如何在焊態保持足夠的韌度和延展性,主要問題集中在脆化現象和裂紋的控制上。從Thielsch26Demol271的綜述可知:有三種脆化現象影響鐵素體不銹鋼盤管的綜合使用性能:475℃885F)脆化,σ相脆化,高溫脆化。

1475℃脆化

wCr=15%-17%Fe-Cr合金加熱到425-550℃800-1020)溫度區間會產生嚴重脆化。溫度低于550℃1020)的條件下,時效后的鋼材中生成了Cr元素含量較高的α鐵素體和Fe元素含量較高的α鐵素體,而在鐵-鉻平衡相圖上出現這兩類鐵素體的混合區,生成的共格析出物α,鐵素體導致鋼的脆化。Cr含量的變化影響了475℃脆化的速度和程度,高鉻含量的鋼會在較短時間和較高溫度的條件下發生475℃脆化,對于中低鉻鐵素體不銹鋼盤管,鉻含量較低,不易形成α'鐵素體,所以達到475℃脆化所需的時效時間較長。而鉻含量最低的不銹鋼盤管405型和409不銹鋼盤管不發生475℃脆化。

2σ相脆化

σ相是在wCr=20%-70%Fe-Cr合金,由于加熱到500-800℃930-1470)溫度區間停留而成的。如同475℃脆化一樣,鉻含量越高越有利于形成σ相,且對應的速度也越快。當不銹鋼盤管中鉻含量低于20%的時候,一般需要在σ相形成的臨界溫度持續保溫幾百小時才能形成σ相。而對于鉻含量較高的材料,則只需要在σ相形成溫度范圍內保溫幾小時34即可形成。

3)高溫脆化

鋼材熱處理過程中,當溫度達到0.7倍熔點并且保持一段時間時,會發生高溫脆化現象。該溫度范圍遠遠高于鐵素體不銹鋼盤管正常使用條件下的溫度,因此高溫脆化現象一般發生在熱機械加工過程和焊接過程當中。鋼材中的C,N等微量合金元素,對鐵素體不銹鋼盤管的高溫脆化特性有很強的影響。在高溫狀態下這些元素在鐵素體或鐵素體+奧氏體母體中以固溶形式存在;在冷卻時這些間隙原子形成析出物,通常是富鉻碳化物、氮化物和碳氮化物,析出可以發生在晶間,也可以發生在晶內,前者促使晶間腐蝕,后者降低拉伸時的延性和韌度。高溫脆化產生在保持高溫的時間段內,因而晶粒長大也是影響力學性能的一個因素。在全鐵素體鋼中,當溫度高于1000℃2010)時晶粒長大十分劇烈,特別是經過冷作硬化的鋼。這樣的晶粒粗化程度無法通過熱處理工藝來進行細化晶粒。一般來講,高水平的間隙元素含量(C.NO)是最危險的因素,因此絕大多數商業用鋼含有極低水平的間隙元素。當這種元素的含量很低時,晶粒尺寸對高溫脆化現象的影響程度就會增大,即便保持高溫的時間很短,也會導致晶粒粗化造成嚴重的高溫脆化。