鐵素體不銹鋼室溫組織為純鐵素體,塑性、韌性好,鐵素體不銹鋼的線膨脹系數小,焊接熱裂紋和冷裂紋問題不突出,主要問題為焊后熱影響區易發生晶粒粗化和發生馬氏體相變,嚴重導致焊接接頭塑、韌性降低發生脆化。

304不銹鋼主要焊接問題有耐蝕性、熱裂紋、析出現象。304不銹鋼鉻含量較高,焊接過程中鉻、碳原子擴散速度差異大,易在晶界處形成金屬間化合物產生晶間腐蝕,降低接頭的耐蝕性。此外由于304不銹鋼熱導率小,線膨脹系數大在接頭冷卻過程中形成較大拉應力,同時以柱狀晶生長有利于有害雜質偏析易形成低熔點共晶,兩者共同促使產生熱裂紋。

鐵素體不銹鋼與304不銹鋼焊接除了產生常見的焊接問題外,由于其化學成分、物理性能、晶體結構、冶金組織間的巨大差異,還會產生更加復雜的冶金結合機制。首先由于其合金成分的不同造成接頭處組織過渡差及耐蝕性降低,其次鐵素體為體心立方晶體結構,奧氏體為面心立方晶體結構,形成非共格或半共格界面,造成晶格畸變不穩定,此外304不銹鋼導熱率低于鐵素體不銹鋼,但線膨脹系數高于鐵素體不銹鋼,加熱冷卻過程中兩側金屬發生不均勻膨脹和收縮產生較大拉應力,大大降低接頭性能。正是由于異種材料的連接會出現上述一系列的問題,采用傳統熔化焊連接焊接問題更為突出,使得研究課題遭遇極大的困難,因而我們另辟蹊徑選擇采用攪拌摩擦焊技術進行實驗研究。