不銹鋼按其組織機(jī)構(gòu)分為五大類，這樣隨著它們化學(xué)成分和組織機(jī)構(gòu)的不同，它們的焊接性是有很大差別的。為此獲得高質(zhì)量的焊接接頭難易程度和注意事項(xiàng)也截然不同。


 不銹鋼焊縫中的鐵素體含量對其性能起著極其重要的作用，特別是應(yīng)用最多的奧氏體不銹鋼和新開發(fā)的奧氏體－鐵素體雙相不銹鋼的焊縫組織更是如此。奧氏體不銹鋼焊縫中，常常需要形成一定量的鐵素體（通常是4%~12%),以防止焊縫產(chǎn)生凝固裂紋。雙相不銹鋼中的鐵素體對提高耐蝕性，特別是耐應(yīng)力腐蝕裂紋和耐孔蝕是至關(guān)重要的。在雙相不銹鋼焊縫中又必須限制過多的鐵素體，以保持焊縫金屬具有足夠的塑性、韌性和耐蝕性。因此，在這兩種情況下，必須嚴(yán)格控制焊縫中的鐵素體量。而某些在低溫環(huán)境及特殊腐蝕介質(zhì)中使用的奧氏體鋼焊縫中的鐵素體又要求盡可能地降低。現(xiàn)在已經(jīng)把焊接時(shí)快速冷卻形成的不銹鋼的焊縫組織與合金元素的鉻當(dāng)量［Cr]和鎳當(dāng)量［Ni]值的關(guān)系圖［（Schaeffer圖）、Delong圖和WRC圖］，作為不同情況下對焊材的選擇、焊縫組織的預(yù)測和根據(jù)焊縫化學(xué)成分分析的結(jié)果，評定焊縫質(zhì)量的重要依據(jù)。


 Schaeffer 圖、Delong圖和WRC圖的鉻當(dāng)量［Cr]和鎳當(dāng)量［Ni]計(jì)算公式，見表6-1。


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1. Schaeffer圖


  Schaeffer圖是最早的焊縫組織圖，它適用于常規(guī)的不銹鋼焊后自然狀態(tài)的焊縫，其精確度為±4%.借助于薛夫勒（Schaeffer)圖，可以預(yù)控制焊縫金屬相的組成，可達(dá)到滿足使用要求的目的，見圖6-1。圖6-1中的鐵素體數(shù)FN是由磁性測定儀測定的，近似于用金相測定所得出鐵素體含量的平均值。


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  為了使薛夫勒圖能針對不同成分的母材與填充金屬在混合之后，對可能出現(xiàn)的熱裂紋或其冶金缺陷做出預(yù)評價(jià)，德國人A.沙賴特等繪制出經(jīng)細(xì)化了的、專用于焊縫金屬的薛夫勒圖，見圖6-2。


  圖6-2把焊縫金屬成分分成幾個(gè)區(qū)，如區(qū)域1、2、3及4.例如；當(dāng)成分為A與成分為B相互焊合，使用的填充材料成分為C,混合后計(jì)算出的焊縫成分為D,其結(jié)果表明鐵素體含量在5%~10%之間，具有良好的抗熱裂性能與韌性。



2. Delong圖


  Delong圖（見圖6-3)是在Schaeffer 圖的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的，并在此圖中加人了奧氏體形成元素。N的作用，更適合于氣體保護(hù)焊及含氮或控氮不銹鋼的焊縫組織。Delong圖還進(jìn)一步提高了估算鐵素體含量的精確度（2%),特別是對含有比正常氮含量高的熔敷金屬。Delong圖以鐵素體序數(shù)（FN)標(biāo)示焊縫的鐵素體量，但FN最大到18FN,不能滿足不斷發(fā)展的要求，特別是不能滿足高鐵素體的雙相鋼及其焊縫組織的要求。


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3. WRC圖


  WRC圖（見圖6-4)以鐵素體序數(shù)（FN)標(biāo)示焊縫中的鐵素體量，該圖把FN擴(kuò)大到100FN(相當(dāng)于80%的鐵素體），被認(rèn)為適合于判斷300系列奧氏體和雙相不銹鋼焊縫組織中的鐵素體含量。


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  Schaeffer 圖、Delong圖、WRC圖是歷年來根據(jù)焊縫的奧氏體形成元素C、N、Mn、Ni,以及鐵素體形成元素Cr、Mo、Si、Nb等對鐵素體的作用，計(jì)算鉻、鎳當(dāng)量，繪制成的組織圖。這些圖是在不同時(shí)期考慮不同化學(xué)元素的影響繪制的，所以各有其特點(diǎn)，使用時(shí)應(yīng)加以注意。


  鐵素體含量的預(yù)測，只有當(dāng)焊縫成分包括在ISO-FN線（0~100FN)范圍內(nèi)才會準(zhǔn)確（此線繪制在圖6-4里），該圖的極限決定于已有數(shù)據(jù)的范圍，延長線族將會得出錯(cuò)誤的預(yù)測。


  1992年美國推出WRC圖（見圖6-4),該圖能夠更精確地預(yù)測不銹鋼焊縫金屬中的鐵素體含量。圖6-4中，縱坐標(biāo)Ni當(dāng)量中考慮了N與Cu的因素。許多研究者研究了鐵素體－奧氏體混合不銹鋼中Cu(通常含Cu~2%)的影響，一致認(rèn)為Cu對鐵素體含量有顯著影響。加人Cu后，可避免出現(xiàn)對焊縫中EN值評估過大。


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  為了使焊縫金屬型號、成分與其金相組織之間有一目了然的對應(yīng)關(guān)系，又繪制了專用于焊縫金屬的薛夫勒（Schaeffer)圖，如路6-5所示。在圖6-5中還包括了奧氏體不銹鋼以外的其他不銹鋼。