奧(ao)氏體不銹鋼(gang)具有很好的可加工性、焊接性、機械性能(強度、韌性及延伸性)及很好的耐蝕性能。奧氏體不銹鋼還具有一些特殊性能(與碳鋼比),如熔點低、電阻率高、導熱性低、膨脹系數大等。
一、奧氏體不銹鋼在(zai)高溫(wen)與(yu)低(di)溫(wen)環境中的機械性能
奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼因為其具有(you)較高的(de)(de)抗腐蝕性(xing)(xing),而被廣(guang)泛應(ying)用于腐蝕環境中。同時,奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼在(zai)高溫或低(di)溫環境下,也(ye)具有(you)很優(you)異的(de)(de)機械(xie)性(xing)(xing)能,因而在(zai)工業生(sheng)產中得到(dao)十分廣(guang)泛的(de)(de)應(ying)用。
奧氏體不銹鋼在低溫的應用,與鐵素體不同,沒有拉伸-斷裂過渡區。奧氏體不銹鋼在低溫環境下維持著很高的韌性,如:0Cr19Ni9(304不銹鋼),00Cr19Ni9(304L不銹鋼)、OCr17Ni12Mo2(316不銹鋼)、00Cr17Ni14Mo2(316L不銹鋼)和0Cr18Ni11Nb(347不(bu)銹(xiu)鋼)等都被廣泛地用于液化氣的儲存與運輸。
在(zai)溫(wen)度(du)高達600℃時,奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)也有(you)很好(hao)的(de)蠕變強度(du)。如果在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中加入釩、鈮或鈦(tai)(tai),在(zai)高于600℃的(de)環境(jing)下(xia)也具(ju)有(you)很好(hao)的(de)蠕變強度(du);在(zai)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中加入鈮和(he)鈦(tai)(tai),雖然可提高其(qi)高溫(wen)蠕變強度(du),但其(qi)低溫(wen)韌(ren)性也跟(gen)著降低了。因為(wei)在(zai)高溫(wen)時不銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面結(jie)成一層致密的(de)氧(yang)(yang)化膜(mo),所以其(qi)在(zai)高溫(wen)時耐氧(yang)(yang)化性很好(hao)。
二、合金成分和(he)顯微結構
在(zai)可焊不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)最重要的(de)顯(xian)微結構(gou)是(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體和(he)奧(ao)氏(shi)體,盡(jin)管鉻與(yu)鎳是(shi)最主要的(de)合(he)(he)金元(yuan)素(su)(su),但其他合(he)(he)金成分對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)組(zu)織性(xing)能(neng)也(ye)有(you)很大影響(xiang)。所以,鉻、鎳及其他合(he)(he)金成分對(dui)顯(xian)微組(zu)織結構(gou)的(de)影響(xiang)也(ye)應同時考慮。鉬、鈷和(he)鈦(tai)促(cu)(cu)進奧(ao)氏(shi)體骨架中(zhong)δ-鐵(tie)(tie)素(su)(su)體的(de)形成,這些(xie)合(he)(he)金元(yuan)素(su)(su)稱(cheng)為鐵(tie)(tie)素(su)(su)體形成元(yuan)素(su)(su);另一方面,銅、錳、碳、氮和(he)鎳能(neng)促(cu)(cu)進奧(ao)氏(shi)體形成,這些(xie)合(he)(he)金元(yuan)素(su)(su)被稱(cheng)為奧(ao)氏(shi)體形成元(yuan)素(su)(su)。
三(san)、奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)耐腐蝕性
奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)是靠其表(biao)面(mian)的氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜隔斷(duan)鋼(gang)材與環境的聯系而達到(dao)防腐(fu)蝕目的的。這(zhe)(zhe)層氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜,厚度為(wei)20A~30A,成(cheng)分(fen)為(wei)Cr2O3,極(ji)其致密(mi),與一(yi)般的化(hua)(hua)(hua)(hua)學品不(bu)反應,氧或其他腐(fu)蝕物質無法通過(guo)這(zhe)(zhe)層氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜去腐(fu)蝕內層金(jin)屬。如(ru)果這(zhe)(zhe)層氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜被破壞,在有(you)氧的環境下(xia)立即會生成(cheng)新的氧化(hua)(hua)(hua)(hua)膜;另一(yi)方面(mian),不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐應力腐(fu)蝕,其原因是在裂紋處有(you)氧的富集效應,引起應力腐(fu)蝕。
(1) σ相(xiang)
σ 相(xiang)是一種金屬間(jian)化合物,在不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中存在時(shi)(shi),會(hui)嚴重降低不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)延伸(shen)性和韌性,同時(shi)(shi)使不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)(bu)耐應力腐蝕和其他(ta)形式的(de)(de)(de)腐蝕。σ相(xiang)的(de)(de)(de)存在是造成不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼焊縫延伸(shen)率低的(de)(de)(de)原因(yin)所在,所以,當焊縫從982℃冷(leng)卻到537℃時(shi)(shi),應快(kuai)速冷(leng)卻以防止大量σ相(xiang)的(de)(de)(de)生成。快(kuai)速冷(leng)卻時(shi)(shi),可(ke)能還會(hui)形成少量σ相(xiang),但(dan)因(yin)其數量少而(er)不(bu)(bu)會(hui)對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)性能產生影響。新超(chao)級奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,由(you)于加入了氮,可(ke)阻止σ相(xiang)的(de)(de)(de)形成,因(yin)而(er)可(ke)加工成厚(hou)板。
(2)氧化鈍化膜與活性環境(jing)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面在自(zi)然環境中(zhong)是鈍(dun)化的(de),當把(ba)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面的(de)氧化膜擦(ca)去(qu),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)暴露于活性環境中(zhong),當氯離子的(de)濃度較高時(如在海(hai)水(shui)中(zhong)),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)會產(chan)生(sheng)腐蝕。
a. 對(dui)化(hua)學品的抗腐蝕性能 不(bu)銹鋼(gang)對各種濃度(du)和溫度(du)的硝(xiao)酸的的抗蝕性能較好,304不(bu)銹鋼(gang)廣泛應用于硝(xiao)酸工業,但不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐硫酸腐蝕。
b. 海水對(dui)不銹(xiu)鋼的作用 0Cr19Ni9(304)不銹鋼在淡水中使用具有很滿意的防腐蝕性能。0Cr17Ni12Mo2(316)不銹鋼可用于處理海水,使用效果還滿意。但0Cr17Ni12Mo2(316)在海水中的使用條件不同會有不同的結果,如海水冷卻冷凝器,若采用0Cr17Ni12Mo2(316)不銹鋼不耐靜止或慢流速(<1.5m/s)海水的腐蝕,即使是流動海水,流速要大于1.5m/s,并需要定期清理污垢。
c. 不(bu)銹鋼抵(di)抗各種腐(fu)蝕的能力 一般來說,含(han)鉻越高,不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼耐蝕(shi)性越強。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼可以抗均勻腐蝕(shi)、磨損(sun)腐蝕(shi)及堿性腐蝕(shi);但是,在一定條(tiao)件下(xia),不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)耐局部(bu)腐蝕(shi)。
(3) 電(dian)化學腐蝕
當不銹鋼與異(yi)種金(jin)屬接(jie)觸時,就要考慮(lv)電化學腐蝕。但(dan)是,如(ru)果不銹鋼是正極(ji),則(ze)不會產生電流腐蝕。因(yin)此,應仔細選擇不銹鋼的(de)焊(han)接(jie)材料及不銹鋼設備的(de)緊固件。
(4)局部腐蝕
在一定條(tiao)件下,不(bu)銹鋼(gang)(gang)對(dui)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)是(shi)十分(fen)敏感的。在化(hua)工廠(chang)中,60%的不(bu)銹鋼(gang)(gang)設備的損壞是(shi)由于點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)、裂紋腐(fu)(fu)蝕(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)開裂,同時還有(you)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)造成的。操作條(tiao)件及環境因素,如:pH值、溫度(du)、氯離子、氧(yang)含量(liang)等對(dui)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的性能也有(you)影響。
不銹(xiu)鋼的局部腐(fu)蝕(shi)有:點腐(fu)蝕(shi)、間隙腐(fu)蝕(shi)、應力腐(fu)蝕(shi)和晶間腐(fu)蝕(shi)等。
①. 不銹鋼的點腐蝕
不(bu)銹(xiu)鋼的(de)抗腐(fu)性能,依賴于其表(biao)面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜,而氧(yang)化(hua)(hua)膜的(de)抗腐(fu)蝕性取決于鉬(mu)、鎳(nie)與鉻的(de)含量。另外,對氧(yang)化(hua)(hua)膜抗點(dian)腐(fu)蝕性能有(you)貢獻(xian)的(de)元素是(shi)氮,如果氧(yang)化(hua)(hua)膜被(bei)破壞(huai),或者氧(yang)化(hua)(hua)膜不(bu)完整(如鋼表(biao)面(mian)化(hua)(hua)學成分不(bu)均(jun)勻),或有(you)氯離子存(cun)在(zai),就(jiu)會產生點(dian)蝕。與焊接有(you)關的(de)缺陷,如:雜質、第二相、電弧(hu)沖(chong)擊處(chu)、飛濺(jian)物(wu)等(deng)都是(shi)點(dian)腐(fu)蝕發生的(de)地(di)方(fang)。在(zai)微(wei)觀結構方(fang)面(mian),硫化(hua)(hua)錳(meng)雜質、δ-鐵(tie)素體、σ相都會引起點(dian)腐(fu)蝕。
②. 不銹鋼的隙腐(fu)蝕
因(yin)(yin)為金屬(shu)(shu)(shu)與金屬(shu)(shu)(shu)的連接,墊(dian)片(pian)、金屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)結(jie)垢等,會形成一些間隙(xi)或凹槽,從而導致間隙(xi)腐蝕。很(hen)多(duo)因(yin)(yin)素(su)影響間隙(xi)腐蝕的發(fa)生及擴(kuo)散。
A. 幾何尺寸因(yin)素:間隙類型(金(jin)(jin)屬(shu)-金(jin)(jin)屬(shu),金(jin)(jin)屬(shu)-異(yi)種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu))、間隙深(shen)度、內外面(mian)積比等。
B. 環(huan)境因素:含氧量、氧離子濃度、pH值、溫度、擴散與對流、微(wei)生物影(ying)響等。
C. 電化(hua)學反(fan)應(ying):金屬溶解、氧消耗、氫(qing)產生等。
D. 冶金因素:金屬組(zu)織不(bu)純、表(biao)面氧化、鈍化膜(mo)的特性(xing)等。
不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與間(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)比較 不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與間(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)機理(li)不(bu)同,但它們(men)的(de)(de)擴(kuo)散機理(li)卻是相(xiang)同的(de)(de)。點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)要有(you)較高的(de)(de)氯離子(zi)(zi)濃度才發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),間(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)在較低(di)的(de)(de)氯離子(zi)(zi)濃度下(xia)也會發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。不(bu)銹鋼(gang)在某(mou)一溶液中(zhong)不(bu)會產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),但有(you)可能(neng)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)間(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。在金相(xiang)結構上,控(kong)制(zhi)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)措施(shi)一樣可以(yi)控(kong)制(zhi)間(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),如,消除(chu)硫化錳(meng)雜質(zhi),同時能(neng)提高不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與間(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)力。消除(chu)硫化錳(meng)的(de)(de)途徑(jing)有(you)3個(ge):降低(di)錳(meng)含量、降低(di)硫含量和加(jia)入鈦或Zr(鋯)。
③. 不銹鋼的應力腐蝕
所有(you)不(bu)銹鋼都會遇到(dao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)問題(ti),很多環(huan)境因素與(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)有(you)關(guan)。根據應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)發(fa)生(sheng)(sheng)的(de)機理(li),可(ke)將應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)分為穿(chuan)晶(jing)(jing)(jing)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和(he)晶(jing)(jing)(jing)間(jian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。穿(chuan)晶(jing)(jing)(jing)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)主要發(fa)生(sheng)(sheng)在含氯離(li)子介(jie)(jie)質中(zhong),很少(shao)發(fa)生(sheng)(sheng)在氫氧化物(wu)介(jie)(jie)質中(zhong);晶(jing)(jing)(jing)間(jian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)發(fa)生(sheng)(sheng)在一(yi)般的(de)水溶液介(jie)(jie)質中(zhong)。影響不(bu)銹鋼應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)主要因素有(you)氯離(li)子水溶液和(he)堿性溶液。發(fa)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)臨(lin)界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)很難(nan)確定,并且往往是很低(di)的(de),一(yi)般的(de)焊接(jie)殘(can)余應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)均大于應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)臨(lin)界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)。
奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼的氯離(li)子(zi)應力腐(fu)蝕: 奧氏體(ti)不銹鋼氯離(li)(li)子應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)是穿(chuan)晶應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。影響應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的因素有:氯離(li)(li)子濃度、含(han)氧(yang)量(liang)、溫度、應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)大小和(he)溶液的pH值。一(yi)般來說,當氯離(li)(li)子含(han)量(liang)大于(yu)300×106時,會產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi);當氯離(li)(li)子含(han)量(liang)小于(yu)20×106時,不會產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。很多(duo)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)發生(sheng)于(yu)75℃以上(shang);而(er)低(di)于(yu)50℃,一(yi)般不會產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
堿性應(ying)力腐蝕開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不(bu)銹鋼(gang)中鎳含量對應力腐(fu)蝕的影響: 當不(bu)銹(xiu)鋼的(de)含(han)鎳(nie)(nie)量在(zai)8%~12%之(zhi)間(jian)時(shi),發生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕的(de)傾向性最大,而不(bu)銹(xiu)鋼304、316的(de)含(han)鎳(nie)(nie)量正好在(zai)此區間(jian)。降低含(han)鎳(nie)(nie)量雖可(ke)提高其抗應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕能力,但會(hui)使不(bu)銹(xiu)鋼內鐵素體增加。增加不(bu)銹(xiu)鋼中的(de)鎳(nie)(nie)含(han)量,也可(ke)提高不(bu)銹(xiu)鋼的(de)抗應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕能力。因此,可(ke)以認為(wei),含(han)鎳(nie)(nie)量大于22%時(shi)不(bu)會(hui)產生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕。
奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)縫的(de)應力腐(fu)蝕: 在氯離子溶(rong)液中(zhong),有(you)應(ying)(ying)力(li)作用的奧氏體不銹鋼都會(hui)產生(sheng)穿晶應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。焊(han)(han)接(jie)(jie)部(bu)位特別容易(yi)產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi),是由于以下三(san)個原因:一(yi)是焊(han)(han)接(jie)(jie)部(bu)位殘(can)留(liu)有(you)很(hen)大的拉伸應(ying)(ying)力(li)(除非(fei)進行(xing)(xing)焊(han)(han)后熱處理);二是焊(han)(han)接(jie)(jie)部(bu)位常(chang)常(chang)是應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)的地方;三(san)是加熱會(hui)產生(sheng)一(yi)些對(dui)應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感的金相組織(zhi)。為了防止晶間應(ying)(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi),焊(han)(han)后進行(xing)(xing)熱處理是十(shi)分必(bi)要和(he)有(you)效的。
④. 晶間腐蝕(shi)
當不銹(xiu)鋼(gang)含碳(tan)(tan)量(liang)大于0.5%,經過500℃~900℃加熱后,對晶(jing)間腐(fu)蝕最為敏(min)感,而這(zhe)個(ge)溫度范圍正(zheng)好在(zai)焊接(jie)區域的(de)(de)溫度范圍內。不銹(xiu)鋼(gang)焊縫對晶(jing)間腐(fu)蝕的(de)(de)敏(min)感程度取(qu)決(jue)于焊接(jie)參數(shu)及板(ban)厚,因(yin)為這(zhe)些參數(shu)決(jue)定了鋼(gang)材處于臨界溫度的(de)(de)時間。鋼(gang)材的(de)(de)敏(min)化溫度與時間的(de)(de)關系(xi)如圖(tu)1-6所示(shi)。在(zai)圖(tu)1-6中,曲(qu)線表示(shi)碳(tan)(tan)化物(wu)析出(chu)(chu)所需的(de)(de)時間與碳(tan)(tan)含量(liang)的(de)(de)關系(xi),曲(qu)線的(de)(de)右(you)邊表示(shi)碳(tan)(tan)化物(wu)已析出(chu)(chu)。
影(ying)響奧氏體不銹鋼焊(han)縫(feng)晶(jing)間腐蝕的因(yin)素(su),與影(ying)響奧氏體不銹鋼晶(jing)間腐蝕的因(yin)素(su)相似(si):
A. 金屬的(de)化學(xue)組成和(he)金相(xiang)組織,主要(yao)成分是(shi)碳含(han)量,碳含(han)量高是(shi)有害的(de)。鐵素體的(de)存在(zai)可(ke)以防止(zhi)晶間腐蝕,但粗大的(de)晶粒會加速晶間腐蝕;
B. 焊接前鋼材(cai)的受熱情況,如果鋼材(cai)受過550℃~850℃加熱則鋼材(cai)容(rong)易發生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi);
C. 加工焊接過(guo)程中(zhong)、使用過(guo)程中(zhong)存在應(ying)力;
D. 工作環(huan)境(jing):不(bu)(bu)銹鋼在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)中易發(fa)生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。但是(shi),不(bu)(bu)是(shi)所(suo)有(you)的環(huan)境(jing)都會(hui)產生(sheng)焊縫晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi),只(zhi)有(you)在(zai)氧化性環(huan)境(jing)下才(cai)會(hui)產生(sheng)焊縫品間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi),焊縫晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)經常(chang)發(fa)生(sheng)在(zai)中等氧化性環(huan)境(jing)中。
防止焊(han)縫晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)措(cuo)施:
a.對厚板,焊后應(ying)進(jin)行(xing)熱處(chu)理;
b.選擇(ze)穩(wen)定性好的低碳不銹鋼,如304L、347等;
c.適量低溫(wen)加熱(線能(neng)量3kJ/cm,層間溫(wen)度低于175℃);
d.焊(han)(han)(han)接材(cai)料(焊(han)(han)(han)絲(si))碳(tan)(tan)(tan)含量應(ying)是極低的(de)(de),最大限度地降低碳(tan)(tan)(tan)在焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬中(zhong)的(de)(de)含量,達到低于碳(tan)(tan)(tan)在18-8型(xing)不銹(xiu)鋼中(zhong)室溫(wen)溶(rong)解(jie)極限值以(yi)下,使碳(tan)(tan)(tan)不可能與(yu)鉻(ge)生成鉻(ge)的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化物,從(cong)而從(cong)根本上消除晶界的(de)(de)貧鉻(ge)區;
e.提高焊(han)接材料(焊(han)絲)的(de)鈦(tai)(tai)、鈮(ni)、鉭和鋯(gao)(gao)等的(de)含量,在焊(han)縫(feng)金屬中滲入比(bi)鉻(ge)(ge)(ge)更容易與碳(tan)結(jie)合的(de)穩定化元(yuan)素,如鈦(tai)(tai)、鈮(ni)、鉭和鋯(gao)(gao)等。一(yi)般認(ren)為(wei)鈦(tai)(tai)碳(tan)比(bi)大(da)于5倍時,才能(neng)提高抗晶(jing)間腐(fu)蝕的(de)能(neng)力。而試(shi)驗結(jie)果認(ren)為(wei)鈦(tai)(tai)碳(tan)比(bi)大(da)于或等于6.7倍時,才有明(ming)顯的(de)效果;大(da)于7.8倍時,才能(neng)徹底地改(gai)善(shan)晶(jing)間腐(fu)蝕的(de)傾(qing)向。這是由(you)于鈦(tai)(tai)能(neng)充(chong)分地將碳(tan)化鉻(ge)(ge)(ge)的(de)鉻(ge)(ge)(ge)置換出來(lai),消除了(le)晶(jing)界的(de)貧鉻(ge)(ge)(ge)地帶,從而改(gai)善(shan)了(le)抗腐(fu)蝕性。
通(tong)過(guo)使用低(di)碳不(bu)銹鋼和焊(han)接(jie)材料(焊(han)絲(si)),可以克服(fu)焊(han)縫晶間腐蝕。但(dan)是也(ye)存在以下(xia)缺點:
I. 低碳不銹鋼(gang)焊縫強(qiang)度低;
II. 具有穩定組織結(jie)構的(de)不銹鋼易熱(re)裂。
具有穩定組織(zhi)的不(bu)銹鋼容易在局部析出(chu)碳化物,從(cong)而(er)導致晶間腐(fu)(fu)蝕,這(zhe)種晶間腐(fu)(fu)蝕也(ye)稱(cheng)作刀口腐(fu)(fu)蝕。
⑤. 刀口腐蝕
當焊接(jie)321、347不(bu)銹鋼(gang)時(shi),受熱部分的(de)溫(wen)(wen)度(du)高(gao)達(da)1150℃,這(zhe)個(ge)(ge)溫(wen)(wen)度(du)導致(zhi)TiC和NbC部分析(xi)出。這(zhe)時(shi),碳在靠(kao)近焊縫處富集(ji)成(cheng)一個(ge)(ge)很窄的(de)富集(ji)區(qu)域,在焊縫冷卻時(shi),形成(cheng)碳鉻化合(he)物。這(zhe)個(ge)(ge)碳富集(ji)區(qu)域,只(zhi)有幾(ji)個(ge)(ge)晶(jing)(jing)粒寬,能長久形成(cheng)一條細線,稱晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)線,也叫(jiao)刀(dao)口腐(fu)(fu)蝕(shi)。含(han)鈮不(bu)銹鋼(gang)比含(han)鈦不(bu)銹鋼(gang)更能抵抗刀(dao)口腐(fu)(fu)蝕(shi),提高(gao)熱處理溫(wen)(wen)度(du)不(bu)能消除刀(dao)口腐(fu)(fu)蝕(shi)。刀(dao)口腐(fu)(fu)蝕(shi)與晶(jing)(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)有以下(xia)區(qu)別:
A. 刀(dao)口腐(fu)蝕發生在(zai)緊鄰(lin)焊(han)縫很(hen)窄的(de)(de)區域(yu)內,而焊(han)縫晶(jing)間腐(fu)蝕發生在(zai)離焊(han)縫較遠的(de)(de)區域(yu);
B. 刀(dao)口腐蝕發生在穩定型不銹鋼中;
C. 受熱(re)的情(qing)況不一(yi)樣。
通過適當選(xuan)擇焊(han)接參數及熱處理參數可避免刀口腐蝕。
四、奧氏體(ti)不銹鋼的工藝性能
1. 成型(xing)性能
在低溫環境中(zhong)有(you)(you)良好的組(zu)織穩定性,因此冷變形、深沖壓性能都(dou)很好。可(ke)在室溫下(xia)進(jin)行冷軋(ya)、冷拔(ba),也可(ke)承(cheng)受彎曲、深拉等冷加工。該類鋼(gang)具(ju)有(you)(you)冷作硬(ying)化傾向(xiang),冷加工后強度明顯(xian)上升,而塑性下(xia)降。
2. 焊(han)接性(xing)能
具有良好的(de)焊(han)接(jie)性(xing)能,焊(han)件經焊(han)接(jie)后無需進行熱處(chu)理(li)。
3. 表面處(chu)理工藝
耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)良好(hao),在使(shi)用中一般不(bu)需要表面處理。為(wei)了進一步(bu)改善耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng),可(ke)采用鈍化(hua)處理工(gong)藝。