铁素体不锈钢焊接时,由于没有相变,近缝区晶粒急剧长大,使接头的韧性和塑性急剧下降。近缝区晶粒长大以后,利用焊后热处理也不能将其细化。含铬量越高,近缝区晶粒长大倾向愈严重,添加一定量的铝、钛等元素,可以达到细化晶粒的作用。碳、氮是对铁素体不锈钢非常有害的元素,碳、氮含量的增加,使热影响区的韧性大大降低。普通的铁素体不锈钢,热影响区的室温韧性很低,例如,1Cr17钢焊接热影响区的夏比冲击脆性转变温度达到150~200℃.在碳、氮含量不变时,铬含量增加,焊接热影响区韧性下降。钢中氧含量增加,钢的脆性转变温度也升高。严格控制碳、氮的含量并加人适量的铁素体稳定剂,可以完全阻止高温奥氏体形成,从而避免马氏体的形成,改善了焊接热影响区的塑性和韧性,因而提高其焊接性。475℃脆性和σ相脆化在铁素体不锈钢焊接热影响区也有可能发生,特别在600~400℃缓慢冷却时就可能产生475℃脆性。一旦引起了475℃脆性,焊后经600℃短时再次加热,随后空冷,可以恢复其韧性。。相脆化由于形成过程较缓慢,一般影响不大。
焊接接头耐蚀性是铁素体不锈钢接头的一个重要因素。普通铁素体不锈钢一般在固溶状态下焊接。其固溶状态的组织为固溶微量碳、氮的铁素体及少量均匀分布的碳化物和氮化物,这时合金具有较好的耐蚀性。在焊接热影响区,焊接热循环峰值温度低于900℃的区域,组织较稳定,不会有引起敏化的新析出物析出;峰值温度高于900~950℃的区域,碳化物、氮化物溶解,冷却过程中将重新析出。碳、氮在铁素体相中的扩散速度很快,即使水淬也不能抑制碳化物和氮化物在敏化温度下析出,因此,在紧靠焊缝的高温区产生了敏化。碳、氮含量越高,热影响区高温区域的晶间腐蚀现象越严重。对于普通铁素体不锈钢,只有在碳化物和氮化物析出温度重新加热,使碳化物和氮化物充分析出,并有充分的时间使铬扩散到贫铬区才能消除敏化,在700℃保温就可恢复耐蚀性。对于碳、氮含量较低的高铬钢,如碳+氮=0.018%的Cr26铁素体不锈钢,水淬可避开敏化区,但空冷时仍然敏化。碳+氮=0.015%不含稳定化元素的000Cr26Mo1超纯铁素体钢,在焊接热影响区产生敏化。有的资料提出,碳、氮至少要低于0.006%才能完全避免敏化。
铬和钼的增加,可增加合金的耐蚀性能,也提高热影响区的抗敏化性能。在合金中加入钛、铌可防止焊接热影响区晶间腐蚀,一般需加钛量为碳+氮总和的6~8倍,加铌量为碳+氮总和的8~11倍。