奧氏體不銹鋼是使用最為廣泛的不銹鋼，這和它具有良好的機(jī)械性能、耐腐蝕性能，其焊接性在高合金鋼中被認(rèn)為是最好有關(guān)。鉻-鎳奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，無(wú)淬硬性，因而在熱影響區(qū)內(nèi)無(wú)淬硬現(xiàn)象，同時(shí)也無(wú)晶粒粗大化現(xiàn)象。但在焊接中存在以下問題：

  奧氏體不銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐蝕的情況：焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區(qū)腐蝕及刀狀腐蝕。關(guān)于奧氏體鋼晶間腐蝕的機(jī)理，一般用“貧鉻”理論來(lái)解釋。在固溶狀態(tài)下，奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中，過飽和的碳將以Cr₂₃C₆的形式沿晶界析出。由于Cr₂₃C₆中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量，因而使得晶界附近的含鉻量顯著下降，晶內(nèi)的鉻原子又來(lái)不及擴(kuò)散及時(shí)補(bǔ)充，故形成貧鉻層（Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內(nèi)低得多，在腐蝕介質(zhì)的作用下，電極電位低的晶界將成為陽(yáng)極，而被腐蝕溶解。

①. 焊縫晶間腐蝕和母材上敏化溫度區(qū)腐蝕

  18-8型不銹鋼在450~850℃溫度加熱時(shí)，具有晶間腐蝕傾向，這一溫度范圍稱為敏化溫度區(qū)間。

  焊縫晶間腐蝕可有兩種情況：一種情況為焊接線能量過大或多層焊時(shí)焊縫金屬在敏化溫度區(qū)間停留時(shí)間過長(zhǎng)所引起，即焊接狀態(tài)下已有碳化鉻析出而形成貧鉻層；另一種情況是焊接狀態(tài)下耐蝕性良好，焊后經(jīng)受了敏化加熱的作用，因而具有晶間腐蝕傾向。

  熱影響區(qū)、敏化區(qū)的晶間腐蝕傾向也是由于形成貧鉻層所致。但因?yàn)楹附訜嵫h(huán)具有快速連續(xù)加熱的特點(diǎn)，碳化鉻的析出需要在更高的溫度下才能較快進(jìn)行，因此，焊接接頭的敏化區(qū)溫度范圍為600~1000℃,要比平衡加熱條件下的敏化區(qū)溫度（450~850℃)高。

焊縫和熱影響區(qū)晶間腐蝕傾向與含碳量、加熱溫度和保溫時(shí)間等因素有關(guān)。因此，為提高焊接接頭抗晶腐蝕能力，一般宜采取以下措施：

  a. 減小母材及焊縫中的含碳量，使加熱時(shí)減少或避免Cr₂₃C₆析出，可以消除產(chǎn)生貧鉻層的機(jī)會(huì)。例如，超低碳（C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低，具有優(yōu)良的抗蝕性能，但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。

  b. 在鋼中添加穩(wěn)定化元素 Ti、Nb等，使之優(yōu)先形成MC,而避免形成貧鉻層。

  c. 使焊縫形成奧氏體加少量鐵素體的雙相組織。當(dāng)焊縫中存在一定數(shù)量的鐵素體時(shí)，可以細(xì)化晶粒，增加晶界面積，使晶界單位面積上的碳化鉻析出量減少，減輕貧鉻程度。鉻在鐵素體中溶解度較大，Cr23C6優(yōu)先在鐵素體中形成，而不致使奧氏體晶界貧鉻；此外，散在奧氏體之間的鐵素體，還可能防止腐蝕沿晶界向內(nèi)部擴(kuò)展。

  d. 控制在敏化溫度區(qū)間的停留時(shí)間。調(diào)整焊接熱循環(huán)，盡可能縮短600℃以上的高溫停留時(shí)間，以防止焊縫及熱影響區(qū)大量析出碳化鉻。如選擇能量密度高的焊接方法（如等離子弧焊），選用較小的焊接線能量，焊縫背面通氬氣或采用銅墊增加焊接接頭的冷卻速度，減少起弧、收弧次數(shù)以避免重復(fù)加熱，多層焊時(shí)與腐蝕介質(zhì)的接觸面盡可能最后施焊等，均可以減少接頭的晶間腐蝕傾向。

 e. 焊后進(jìn)行固溶處理或穩(wěn)定化退火。固溶處理可使已析出的Cr₂₃C₆重新溶入奧氏體中，但一般只適用于較小的工件。穩(wěn)定化退火是將工件加熱到850~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出，并促使鉻加速擴(kuò)散而消除貧鉻區(qū)。

②. 焊接接頭的刀狀腐蝕

  刀狀腐蝕簡(jiǎn)稱刀蝕，它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕，只發(fā)生在含有穩(wěn)定劑的奧氏體鋼（如06Cr18Ni11Ti、06Cr17Ni12Mo3Ti等）的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區(qū)的過熱區(qū)，沿熔合線發(fā)展，開始寬度僅3~5個(gè)晶粒，逐步擴(kuò)大至1.0~1.5mm.因形狀如刀刃，故稱刀狀腐蝕。

  高溫過熱和中溫敏化是導(dǎo)致焊接接頭產(chǎn)生刀蝕的重要條件。含有穩(wěn)定劑的奧氏體鋼，一般以固溶狀態(tài)供貨，此時(shí)鋼中少部分的碳固溶于奧氏體，其余大部分碳則形成TiC或NbC.焊接時(shí)，在溫度超過1200℃的過熱區(qū)中，這些碳化物將溶人固溶體。由于碳的擴(kuò)散能力較強(qiáng)，在冷卻過程中將偏聚在晶界形成過飽和狀態(tài)，而鈦則因擴(kuò)散能力低而留于晶內(nèi)。當(dāng)焊接接頭在敏化溫度區(qū)間再次加熱時(shí)，過飽和的碳將在晶間以Cr₂₃C₆形式析出，在晶界形成貧鉻層，使焊接接頭抗蝕性能降低。從以上分析可知，刀狀腐蝕的形成根源也在于晶間形成貧鉻層。

  防止刀口腐蝕的措施如下：

 a. 降低含碳量

  這是防止刀狀腐蝕的很有效的措施。對(duì)于含有穩(wěn)定化元素的不銹鋼，含碳量最好不超過0.06%。

b. 采用合理的焊接工藝

  盡量選擇較小的線能量，以減少過熱區(qū)在高溫停留時(shí)間，注意避免在焊接過程產(chǎn)生“中溫敏化”的效果。因此雙面焊時(shí)，與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫應(yīng)最后施焊（這是大直徑厚壁焊內(nèi)焊在外焊之后再進(jìn)行的原因所在），如不能實(shí)施，則應(yīng)調(diào)整焊接規(guī)范及焊縫形狀，焊管內(nèi)焊，應(yīng)盡量避免與腐蝕介質(zhì)接觸的過熱區(qū)再次受到敏化加熱。

 焊后熱處理。焊后進(jìn)行固溶或穩(wěn)定化處理，均能提高接頭的抗刀狀腐蝕能力。