低合金低溫鋼中的氮會(huì)增加熱裂紋的傾向。應(yīng)注意防止焊接過程中出現(xiàn)熱裂紋。然而，由于這種鋼和焊接材料中的碳和磷的含量控制較低，所以可以通過采用合理的焊接參數(shù)和增加焊接成形系數(shù)來避免熱裂紋的發(fā)生。一些低溫鋼含有釩、鈦、鈮、銅、氮和其他元素。在焊后應(yīng)力消除熱處理過程中，如果加熱溫度在回火脆性敏感溫度范圍(450~550)內(nèi)，會(huì)析出脆性相，從而降低低溫韌性。選擇合理的焊后熱處理工藝，減少在敏感溫度范圍內(nèi)的停留時(shí)間，可以避免回火脆性的發(fā)生。在評(píng)估低溫鋼焊接接頭時(shí)，最重要的是保證焊接接頭在使用溫度下具有足夠的沖擊韌性和抗脆性斷裂能力，以保證結(jié)構(gòu)的安全使用。因此，正確選擇焊接材料，制定優(yōu)化的焊接工藝，保證焊縫金屬的低溫韌性和焊接接頭的熱影響區(qū)是低溫鋼焊接的關(guān)鍵技術(shù)。焊接接頭的低溫韌性是9%鎳鋼的一個(gè)非常重要的問題，包括焊縫金屬、熔合區(qū)和熱影響區(qū)，這些區(qū)域會(huì)使韌性變差。
(1)焊接金屬。焊縫金屬的低溫韌性與焊接材料有關(guān)。當(dāng)使用與母材相同的材料時(shí)，焊縫金屬的韌性非常差，主要是因?yàn)楹缚p金屬的氧含量太高。如果硅含量也很高，韌性將進(jìn)一步降低。因此，均質(zhì)焊接材料僅用于熱重焊接。9%氮鋼的焊接材料主要是鎳基、鐵鎳基和鎳鉻奧氏體不銹鋼。鎳基和鐵鎳基焊接材料具有良好的低溫性能，線膨脹系數(shù)與母材相近，但成本高，強(qiáng)度低。Ni13-Crl6奧氏體不銹鋼型焊接材料具有稍高的強(qiáng)度，但其低溫韌性差，其線膨脹系數(shù)與母材相差很大，在熔合區(qū)易出現(xiàn)脆硬組織。當(dāng)9%鎳鋼用均勻焊接材料焊接時(shí)，其韌性與母材相似。(2)融合區(qū)。熔合區(qū)的低溫韌性主要與脆性結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)有關(guān)。當(dāng)Nil3-Crl6奧氏體不銹鋼用于焊接%Ni鋼時(shí)，熔合區(qū)既不是奧氏體不銹鋼，也不是9%N鋼的化學(xué)成分。耐磨泵管和奧氏體不銹鋼都具有良好的韌性，但此時(shí)熔合區(qū)的鉻、錳等元素含量高于9%的鎳鋼，碳也在熔合區(qū)聚集，硬度為363-380 HV，明顯高于焊縫金屬(207HV)和熱影響區(qū)(308-332HV)。熔合區(qū)的較高硬度是焊縫邊界上的不完全混合區(qū)。該區(qū)域的硬脆性主要是由板條馬氏體和孿晶馬氏體組成的混合馬氏體形成的。熱影響區(qū)。當(dāng)9%鎳鋼加熱到700~900和1250以上時(shí)，其韌性明顯下降。然而，當(dāng)加熱到1050~1250時(shí)，韌性會(huì)有所提高。當(dāng)在700 ~ 900加熱時(shí)，由于處于鐵素體-奧氏體兩相區(qū)，在加熱過程中產(chǎn)生部分高碳奧氏體，冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)閸u狀馬氏體，所以非常脆。當(dāng)加熱到1050~1250時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變完成，得到均勻的奧氏體，冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞捡R氏體，具有較高的韌性。然而，當(dāng)加熱到1350時(shí)，晶粒粗大，可能出現(xiàn)上貝氏體，因此韌性較差。然而，當(dāng)加熱到550~600時(shí)，可獲得更多的反向奧氏體，因此韌性更高。此外，冷卻速度也影響低溫韌性。冷卻速度越快，韌性越好。鋼中磷的含量也影響韌性。當(dāng)它為0時(shí)。泵管005%，w(P)應(yīng)低于0.009%。