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不锈钢可分为四种类型：奥氏体型、马氏体型、铁素体型和双相不锈钢。 这是根据不锈钢在室温时的金相组织划分的。当低碳钢被加热到1550℉时，其组织从室温时的铁素体相转变成奥氏体相。而冷却时，低碳钢组织又重新转变成铁素体。高温时存在的奥氏体组织是非磁性的，而且相比室温铁素体组织其强度较小，韧性较好。 当钢中的Cr含量大于16%时，室温的铁素体组织得到固定使得钢材在所有温度范围内保持铁素体态。因此，称为铁素体不锈钢。不锈钢管当Cr含量大于17%，Ni含量大于7%时，奥氏体相得到固定，使得从低温到几乎熔点的范围内均保持奥氏体态。 奥氏体不锈钢通常称为“Cr-Ni”型，马氏体和铁素体不锈钢直接称为“Cr”型。不锈钢和填充金属中的元素可分为奥氏体形成元素和铁素体形成元素。主要的奥氏体形成元素有Ni、C、Mn和N，铁素体形成元素有Cr、Si、Mo和Nb。调整元素含量可控制焊缝中的铁素体含量。 奥氏体型不锈钢相比含Ni量低于5%的不锈钢更容易焊接而且焊接质量更好。奥氏体不锈钢的焊接接头强韧性很好，一般不需要焊前预热和焊后热处理。在不锈钢焊接领域，奥氏体不锈钢占全部不锈钢用量的80%，因此本文的重点就是奥氏体不锈钢的焊接。 如何选择正确的不锈钢焊材？ 如果母材是相同的，首要准则就是“与母材匹配”。例如焊接310或316不锈钢，就选择相应的焊材。 焊接异种材料，则遵循选择与合金元素含量高的母材相匹配的准则。例如焊接304和316不锈钢，则选择316型焊材。 但是，也存在很多不遵循“匹配母材”原则的特殊情况，这时就要“查阅焊材选择表”。例如，304型不锈钢是常见的母材，但是没有304型的焊条。
将不锈钢管各自放置真空、Ar 和 N2 三种气氛中，在 1 380 ℃开展烧结 1 h。烧结以后的物理性能，在Ar气氛下开展烧结的不锈钢，其抗压强度、屈服强度及其拆断拉伸强度均比真空条件下烧结的不锈钢低。从图中也能够看得出在真空条件下烧结的不锈钢相对密度为 7. 72 g /cm3，在Ar气氛下烧结的不锈钢相对密度为 7. 61 g /cm3。 表明真空条件下有益于高密度化的开展，得到更高致相对密度的不锈钢; 并且历经真空烧结以后，不锈钢中氧含量降为 0. 22% ，具有了脱氨的功效，那样颗粒物表层的氧化铬等瓷器相也相对应降低，有益于烧结的高密度化，进而提高了不锈钢的各类物理性能。在 N2 气氛下烧结的316L不锈钢，其 抗 拉 强 度 为 803. 5 MPa，屈 服 强 度 为407. 2 MPa，均比真空条件下烧结的不锈钢抗压强度高。 这是由于在N2气氛下，316L不锈钢非常容易产生高频淬火反映，转化成强度较高的氮化铬，在烧结后迟缓制冷的全过程中，氮化铬在位错处进行析出，进而提升了不锈钢的抗压强度和屈服强度，经化学成分分析测到在 N2气氛下开展烧结后，N 成分为 0. 46% 。可是转化成的氮化铬比较严重减少了不锈钢的塑性变形，拆断拉伸强度由真空条件下的 52. 0% 降至 33. 7% 。
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对于不锈钢管的热输入，Young-Pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管进行了电极电弧焊和钨弧焊试验。研究表明:8mm厚钢管电极电弧焊的热输入范围为11.0kJ/cm~21.8kJ/cm,10mm厚不锈钢钢管的热输入范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm。8mm厚管的热输入为22.2kJ/cm~41.7kJ/cm,10mm厚不锈钢管的热输入为19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内Zhang Dehmatsu[39]对厚度为10mm的X65管线钢进行了自动埋弧焊对焊接，研究了热输入对金属组织和性能的影响。他发现当热输入达到2022J/mm时，管线钢的低温冲击吸收能达到 。对于热输入的计算公式，Carl E.Jaske研究得出了60/1000Hvis的热输入计算公式(其中:H——热输入，kJ/mm;V——电压，V;I-电流，A;S——焊接速度，mm/min)。国内，曹崇珍等[41]将其总结为/IHKVAS=(其中:Ih——热输入，J/mm;K-系数，对焊K=0.85，角焊K=0.57;V——焊接电压，取平均值，V;A——焊接电流，取平均值，A;S——焊接速度，取平均值，mm/S)。可以看出，国内外的热输入计算公式存在差异。可采用常规设备(安培钳、电压表、秒表等)或专用电弧监测设备，实现对热输入电平的精确测量。热输入水平也可以通过消耗比(一段时间内沉积的长度与电极消耗的长度之比)方案来控制。无论选择何种方法来控制热输入，焊机在操作前都应该使用试板进行电极沉积试验，以确保热输入是合理的。热输入的指标是焊接线能量。随着线能的增加，热影响区 硬度降低，可降低产生硬化组织的倾向，更有利于防止氢致开裂。然而，线能量的增加会导致焊透的增加，而焊透有可能导致焊透。因此，需要平衡焊接热输入，在不烧透不锈钢管的情况下，提高焊接热输入。
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