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从不锈钢钢管材料组织成分平衡图可以看出，铁素体(α相)只能固溶0.1%以下的氮，因此，钢在氨气中加热时就形成铁的氮化物。在氮化表面形成的这些氮化物饱和层，作显组织观察时，由于它不受所用侵蚀试剂腐蚀，故呈现为白亮层。白亮层容易剥落，所以，氮化后必须用精加工除去，因此可以把白亮层看做伴随氮化产生的一种缺陷。用氨气进行氮化，通过分解产生的原子氮被钢吸附和扩散，再和存在于钢内的Al、Cr等结合形成细小的化合物，在铁素体晶粒内引起很大畸变而使之硬化。未参与氮化的氮变成惰性分子态氮从炉中排出。不锈钢管 图中所示是混合气氛与不同温度下处于平衡的Fe-N相的关系。所以，氨的分解气和氨气的混合气体，即NH3+N2+H2的氮化气氛，可以获得具有与氨分压或者说是氨的分解率相对应的氮化铁表面的氮化层。图中所示是不锈钢钢管在500℃与550℃氮化24小时的情况下，氨的分解率、氮化量以及表面生成相间的关系。从以上结果可以看出，不在生成白亮层的氮化条件下，就不能获得充分的氮化效果。二段氮化法在氮化后期用高分解率的气氛，仅能促进氮在钢中的扩散，试图减轻白亮层。但需要注意的是，与此同时氮化铁容易从晶界上成网状析出，而成为发生剥落的原因。
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。
