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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。
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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。
