鐵路貨車用鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)是：C含量≤0.03%，Cr含量10.5%~12.5%，Ni含量0.3%~1.0%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。焊接粗晶區(qū)(CGHAZ)馬氏體量與鐵素體不銹鋼C含量關(guān)系密切，C含量增加，則馬氏體也會(huì)大量增加。另外，馬氏體量還與鐵素體不銹鋼的冷卻速度有很大關(guān)系，冷卻速度越快，獲得的馬氏體量越高。對(duì)于該鋼種焊接來說，為了防止CGHAZ的晶粒長(zhǎng)大，一般采用較小的焊接熱輸入。這樣焊接過熱區(qū)的冷卻速度相對(duì)較快，得到的馬氏體量也相對(duì)較高。在低合金鋼范疇，焊接熱影響區(qū)若存在馬氏體組織一般被認(rèn)為是有害的，應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生。為防止焊接出現(xiàn)馬氏體組織或裂紋，通常采用對(duì)待焊部位進(jìn)行預(yù)熱。焊接學(xué)會(huì)和美國(guó)焊接學(xué)會(huì)提出專門的碳當(dāng)量計(jì)算公式，按低合金鋼成分計(jì)算出鋼的碳當(dāng)量，進(jìn)而確定焊接預(yù)熱溫度，避免馬氏體組織的產(chǎn)生。鐵素體不銹鋼的焊接過熱區(qū)存在量的馬氏體，但形態(tài)和形成條件與低合金鋼比較存在較大差異。有關(guān)鐵素體不銹鋼焊接性研究目前所見報(bào)道較少，為此，本文是對(duì)幾種不同成分的鐵路貨車用不銹鋼進(jìn)行焊接性能試驗(yàn)，針對(duì)其CGHAZ存在的金屬顯微組織形態(tài)、晶粒特點(diǎn)等進(jìn)行了研究和分析，并進(jìn)行了相應(yīng)的力學(xué)性能試驗(yàn)。

　　實(shí)驗(yàn)用不銹鋼的化學(xué)成分為：TCS345的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：0.012C，0.51Si，1.09Mn，0.010Ti；4003的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：0.027C，0.56Si，1.70Mn，0.26Ti。兩者C和Ti的含量差異較大，后者的C和Ti含量明顯高于前者，其中，4003不銹鋼的C是TCS不銹鋼的2倍以上。試驗(yàn)方法為對(duì)接焊，板厚為6mm，開60°V型坡口，鈍邊1.5～2mm。焊接材料采用奧氏體不銹鋼實(shí)心焊絲，保護(hù)氣體采用97.5%Ar＋2.5%CO2，焊接電壓24V，焊接電流190A～220A，焊接速度490～510mm/min，熱輸入～6.6kJ/cm。

　　在鐵路貨車用鐵素體不銹鋼范疇，C含量增加直接導(dǎo)致CGHAZ馬氏體量增加。鐵路貨車用鐵素體不銹鋼CGHAZ馬氏體與普通低合金鋼相比有較大區(qū)別。首先，鐵素體不銹鋼CGHAZ馬氏體硬度較低，只有350HV左右；另外，對(duì)焊接接頭的韌性影響也相對(duì)較小。影響鐵路貨車用鐵素體不銹鋼CGHAZ韌性和接頭整體疲勞強(qiáng)度的主導(dǎo)因素是晶粒度。C含量較高時(shí)晶粒度較高，雖然馬氏體量增加，但負(fù)面影響有限，因此，晶粒較細(xì)，韌性和疲勞強(qiáng)度提高。