奧(ao)氏體(ti)不銹鋼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(ti)不(bu)銹鋼在高溫與低溫環境中的機械性能
奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)因為其(qi)具有(you)較高的(de)(de)抗腐蝕性(xing),而被廣泛(fan)應用于(yu)腐蝕環境中(zhong)。同時(shi),奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)高溫或低溫環境下,也具有(you)很優異(yi)的(de)(de)機械性(xing)能,因而在(zai)工業生產中(zhong)得到十分廣泛(fan)的(de)(de)應用。
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(bu)銹鋼)、00Cr17Ni14Mo2(316L不(bu)銹鋼(gang))和0Cr18Ni11Nb(347不(bu)銹鋼(gang))等都被廣泛地用于液化氣的儲存與運輸。
在(zai)溫(wen)(wen)度(du)高(gao)(gao)(gao)達600℃時(shi),奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也(ye)有很(hen)好(hao)的蠕(ru)(ru)變強度(du)。如果在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)加(jia)入釩、鈮或鈦,在(zai)高(gao)(gao)(gao)于600℃的環(huan)境(jing)下也(ye)具有很(hen)好(hao)的蠕(ru)(ru)變強度(du);在(zai)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)加(jia)入鈮和鈦,雖然可提高(gao)(gao)(gao)其(qi)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)蠕(ru)(ru)變強度(du),但其(qi)低溫(wen)(wen)韌性(xing)也(ye)跟(gen)著降低了。因為在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)時(shi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面結成一層(ceng)致密(mi)的氧化膜,所以其(qi)在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)時(shi)耐氧化性(xing)很(hen)好(hao)。
二(er)、合金成(cheng)分(fen)和顯微(wei)結構
在(zai)可焊不(bu)銹鋼中最(zui)重要的顯(xian)微結構是(shi)鐵素(su)(su)體和(he)奧(ao)氏體,盡管鉻(ge)與鎳(nie)是(shi)最(zui)主要的合(he)金(jin)(jin)元素(su)(su),但(dan)其(qi)他合(he)金(jin)(jin)成(cheng)分對不(bu)銹鋼組織性能也有很大(da)影響。所以,鉻(ge)、鎳(nie)及其(qi)他合(he)金(jin)(jin)成(cheng)分對顯(xian)微組織結構的影響也應同時考慮。鉬、鈷和(he)鈦促(cu)進(jin)奧(ao)氏體骨(gu)架(jia)中δ-鐵素(su)(su)體的形成(cheng),這些合(he)金(jin)(jin)元素(su)(su)稱為(wei)鐵素(su)(su)體形成(cheng)元素(su)(su);另(ling)一方面,銅(tong)、錳(meng)、碳、氮和(he)鎳(nie)能促(cu)進(jin)奧(ao)氏體形成(cheng),這些合(he)金(jin)(jin)元素(su)(su)被稱為(wei)奧(ao)氏體形成(cheng)元素(su)(su)。
三(san)、奧氏(shi)體(ti)不銹鋼的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)
奧氏體不(bu)銹鋼是靠其(qi)表面(mian)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)隔斷鋼材與環(huan)境(jing)的(de)聯系而達(da)到防腐(fu)(fu)蝕(shi)目的(de)的(de)。這層氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo),厚度為(wei)20A~30A,成分為(wei)Cr2O3,極其(qi)致密,與一般的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)品不(bu)反應,氧(yang)(yang)(yang)或其(qi)他腐(fu)(fu)蝕(shi)物質無法通過這層氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)去腐(fu)(fu)蝕(shi)內層金屬。如果這層氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)被破(po)壞,在有(you)氧(yang)(yang)(yang)的(de)環(huan)境(jing)下立(li)即會生成新的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo);另一方面(mian),不(bu)銹鋼不(bu)耐應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi),其(qi)原(yuan)因是在裂紋處有(you)氧(yang)(yang)(yang)的(de)富集效應,引(yin)起應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
(1) σ相(xiang)
σ 相是一種(zhong)金屬間化合物(wu),在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中存在(zai)(zai)時,會嚴重降(jiang)低不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)延(yan)伸(shen)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),同時使不(bu)(bu)銹鋼(gang)不(bu)(bu)耐(nai)應(ying)力腐蝕和其他形(xing)(xing)式的(de)腐蝕。σ相的(de)存在(zai)(zai)是造(zao)成不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊縫(feng)延(yan)伸(shen)率(lv)低的(de)原因(yin)所(suo)在(zai)(zai),所(suo)以,當焊縫(feng)從(cong)982℃冷卻到537℃時,應(ying)快(kuai)速冷卻以防止(zhi)大量(liang)σ相的(de)生成。快(kuai)速冷卻時,可能還(huan)會形(xing)(xing)成少量(liang)σ相,但因(yin)其數量(liang)少而(er)(er)不(bu)(bu)會對不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)性(xing)(xing)能產(chan)生影響(xiang)。新超(chao)級奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang),由于加入了(le)氮,可阻止(zhi)σ相的(de)形(xing)(xing)成,因(yin)而(er)(er)可加工成厚板。
(2)氧(yang)化鈍化膜(mo)與活性環境
不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面在(zai)自然(ran)環(huan)(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)是鈍化(hua)的,當(dang)把不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)面的氧化(hua)膜擦去,不(bu)(bu)銹鋼(gang)就(jiu)暴露(lu)于(yu)活(huo)性環(huan)(huan)境(jing)中(zhong)(zhong),當(dang)氯離子(zi)的濃度較高時(shi)(如在(zai)海水(shui)中(zhong)(zhong)),不(bu)(bu)銹鋼(gang)就(jiu)會產生腐蝕(shi)。
a. 對(dui)化學(xue)品的抗腐蝕性能 不(bu)銹鋼(gang)對各(ge)種濃度(du)和溫(wen)度(du)的硝酸的的抗蝕性(xing)能較好,304不(bu)銹鋼(gang)廣泛應用于硝酸工(gong)業,但不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐硫(liu)酸腐蝕。
b. 海水對不銹鋼(gang)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)抗各種腐蝕的能(neng)力 一(yi)般來說,含鉻(ge)越(yue)(yue)高,不(bu)銹鋼(gang)耐蝕性越(yue)(yue)強。不(bu)銹鋼(gang)可(ke)以抗(kang)均勻(yun)腐(fu)(fu)(fu)蝕、磨損(sun)腐(fu)(fu)(fu)蝕及堿性腐(fu)(fu)(fu)蝕;但是,在一(yi)定(ding)條件下,不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐局部(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕。
(3) 電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕
當(dang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與異種金屬(shu)接觸時(shi),就要考慮電(dian)化學腐蝕。但是,如(ru)果不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是正極,則不會(hui)產生電(dian)流腐蝕。因(yin)此,應仔細選擇不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的焊接材料(liao)及不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)設備的緊固件。
(4)局部腐蝕
在一定(ding)條(tiao)件下,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)對(dui)局部(bu)腐蝕是十分(fen)敏感的(de)(de)。在化工(gong)廠中,60%的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備的(de)(de)損壞是由于點腐蝕、裂紋腐蝕、應力腐蝕開裂,同時(shi)還有晶間腐蝕造成的(de)(de)。操(cao)作條(tiao)件及環境(jing)因素,如(ru):pH值(zhi)、溫度、氯離(li)子、氧含量等對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)性能也有影響。
不銹(xiu)鋼的局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有:點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、間隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等。
①. 不銹鋼的點腐蝕
不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗(kang)腐(fu)性(xing)(xing)能(neng),依賴于其表(biao)面(mian)的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo),而氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)取(qu)決(jue)于鉬、鎳與鉻(ge)的(de)(de)含量。另(ling)外,對氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)抗(kang)點(dian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)有(you)貢(gong)獻的(de)(de)元素(su)是(shi)氮,如果(guo)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)被(bei)破壞,或者氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)不完整(如鋼(gang)(gang)表(biao)面(mian)化(hua)學成分不均勻),或有(you)氯離子存(cun)在,就會(hui)產生點(dian)蝕(shi)。與焊(han)接有(you)關(guan)的(de)(de)缺陷,如:雜(za)質、第(di)二相(xiang)、電弧沖擊處(chu)、飛(fei)濺物等都是(shi)點(dian)腐(fu)蝕(shi)發生的(de)(de)地方(fang)。在微觀結構(gou)方(fang)面(mian),硫化(hua)錳雜(za)質、δ-鐵素(su)體(ti)、σ相(xiang)都會(hui)引(yin)起點(dian)腐(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼的隙腐(fu)蝕(shi)
因(yin)為金(jin)屬與金(jin)屬的(de)連接,墊片、金(jin)屬表面結垢等,會形(xing)成一些(xie)間隙或凹(ao)槽,從而導致間隙腐蝕。很多(duo)因(yin)素影響間隙腐蝕的(de)發生(sheng)及(ji)擴散。
A. 幾何尺寸因素:間(jian)隙類型(金屬(shu)(shu)(shu)-金屬(shu)(shu)(shu),金屬(shu)(shu)(shu)-異種金屬(shu)(shu)(shu))、間(jian)隙深度、內(nei)外面(mian)積比等。
B. 環境(jing)因素:含氧(yang)量、氧(yang)離子(zi)濃度、pH值、溫度、擴散與對流(liu)、微生物影響等。
C. 電化學反應:金屬溶解、氧消(xiao)耗、氫(qing)產生等。
D. 冶(ye)金因素:金屬組織不純、表面氧化、鈍化膜的特性等。
不(bu)銹鋼(gang)的(de)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與間(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)比較(jiao) 不(bu)銹鋼(gang)的(de)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與間(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)機理不(bu)同(tong)(tong),但它(ta)們的(de)擴散(san)機理卻是相(xiang)同(tong)(tong)的(de)。點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)要有(you)(you)較(jiao)高的(de)氯離子濃度才(cai)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),間(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)在較(jiao)低的(de)氯離子濃度下也會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。不(bu)銹鋼(gang)在某一(yi)溶液(ye)中不(bu)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),但有(you)(you)可能(neng)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)間(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在金(jin)相(xiang)結構上,控(kong)制發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)措施一(yi)樣可以控(kong)制間(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng),如,消(xiao)除(chu)硫(liu)化錳雜質,同(tong)(tong)時能(neng)提高不(bu)銹鋼(gang)耐點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與間(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)能(neng)力(li)。消(xiao)除(chu)硫(liu)化錳的(de)途徑有(you)(you)3個:降(jiang)(jiang)低錳含量、降(jiang)(jiang)低硫(liu)含量和加入鈦或(huo)Zr(鋯)。
③. 不銹鋼的(de)應力(li)腐蝕
所有(you)不銹(xiu)鋼都會遇(yu)到應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的(de)問題,很(hen)多環境因素(su)與應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有(you)關(guan)。根(gen)據應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)生的(de)機理,可將應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)分為穿晶(jing)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶(jing)間(jian)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。穿晶(jing)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)主(zhu)要發(fa)(fa)生在(zai)含氯離子介質中,很(hen)少(shao)發(fa)(fa)生在(zai)氫氧化物介質中;晶(jing)間(jian)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)生在(zai)一般的(de)水溶(rong)液(ye)介質中。影響不銹(xiu)鋼應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)主(zhu)要因素(su)有(you)氯離子水溶(rong)液(ye)和堿性溶(rong)液(ye)。發(fa)(fa)生應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)臨(lin)界應(ying)力(li)(li)(li)很(hen)難(nan)確定,并且往往是(shi)很(hen)低(di)的(de),一般的(de)焊(han)接(jie)殘余應(ying)力(li)(li)(li)均大于應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)臨(lin)界應(ying)力(li)(li)(li)。
奧氏體不銹鋼的氯離子應力腐蝕: 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼氯離(li)子應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕是穿晶(jing)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕。影響(xiang)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕的因素有:氯離(li)子濃度、含氧(yang)量、溫度、應力(li)(li)大小(xiao)和溶液的pH值。一般來說,當氯離(li)子含量大于300×106時,會產生(sheng)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕;當氯離(li)子含量小(xiao)于20×106時,不(bu)會產生(sheng)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕。很多應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕發生(sheng)于75℃以上;而低于50℃,一般不(bu)會產生(sheng)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕。
堿性應力腐蝕開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不銹鋼中鎳含量對應(ying)力腐蝕(shi)的影響: 當不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)含鎳量(liang)(liang)在8%~12%之間(jian)時,發生應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕的(de)傾向(xiang)性最大,而不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)304、316的(de)含鎳量(liang)(liang)正(zheng)好在此區間(jian)。降低含鎳量(liang)(liang)雖可提高(gao)其(qi)抗應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕能力(li)(li)(li),但會使不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)內鐵素體增加。增加不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)鎳含量(liang)(liang),也可提高(gao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)抗應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕能力(li)(li)(li)。因此,可以(yi)認為(wei),含鎳量(liang)(liang)大于22%時不(bu)(bu)會產生應力(li)(li)(li)腐(fu)蝕。
奧氏體(ti)不銹鋼焊縫(feng)的應力腐(fu)蝕(shi): 在(zai)氯離子(zi)溶液中(zhong),有(you)應(ying)力(li)(li)作用(yong)的奧氏(shi)體不銹鋼都會產生(sheng)穿晶應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕。焊(han)接部(bu)位特別容易產生(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕,是(shi)(shi)由于以(yi)下三(san)個原因:一是(shi)(shi)焊(han)接部(bu)位殘留有(you)很大的拉(la)伸應(ying)力(li)(li)(除(chu)非進(jin)行(xing)(xing)焊(han)后熱(re)處理(li));二是(shi)(shi)焊(han)接部(bu)位常常是(shi)(shi)應(ying)力(li)(li)集中(zhong)的地方;三(san)是(shi)(shi)加熱(re)會產生(sheng)一些(xie)對應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕敏感的金相組織。為(wei)了防止(zhi)晶間應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕,焊(han)后進(jin)行(xing)(xing)熱(re)處理(li)是(shi)(shi)十分(fen)必(bi)要和有(you)效的。
④. 晶間腐(fu)蝕
當不銹鋼含(han)碳量大(da)于0.5%,經(jing)過500℃~900℃加熱后(hou),對晶間(jian)腐蝕(shi)最為(wei)敏(min)感(gan),而這個溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍正好在(zai)(zai)焊(han)接區域的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍內。不銹鋼焊(han)縫對晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)敏(min)感(gan)程度(du)取決于焊(han)接參(can)數(shu)及板厚,因為(wei)這些參(can)數(shu)決定了鋼材處(chu)于臨界溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)時(shi)間(jian)。鋼材的(de)(de)敏(min)化溫(wen)(wen)度(du)與(yu)時(shi)間(jian)的(de)(de)關系(xi)如圖1-6所示(shi)。在(zai)(zai)圖1-6中,曲線(xian)表(biao)示(shi)碳化物(wu)析出所需(xu)的(de)(de)時(shi)間(jian)與(yu)碳含(han)量的(de)(de)關系(xi),曲線(xian)的(de)(de)右(you)邊表(biao)示(shi)碳化物(wu)已析出。
影(ying)響(xiang)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼焊縫晶間腐(fu)蝕的因素(su),與影(ying)響(xiang)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼晶間腐(fu)蝕的因素(su)相似:
A. 金(jin)(jin)屬的化(hua)學組成和(he)金(jin)(jin)相組織,主要成分(fen)是碳含量,碳含量高是有害的。鐵素體的存(cun)在可以防(fang)止晶(jing)間腐蝕(shi),但粗大的晶(jing)粒(li)會加速晶(jing)間腐蝕(shi);
B. 焊接(jie)前鋼材的受熱情況,如果鋼材受過550℃~850℃加熱則鋼材容易發生晶間(jian)腐(fu)蝕(shi);
C. 加工焊接(jie)過(guo)(guo)程中、使用過(guo)(guo)程中存在應力(li);
D. 工(gong)作環(huan)境(jing):不銹鋼在腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)中易發生(sheng)(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。但是,不是所(suo)有(you)的環(huan)境(jing)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)焊縫晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi),只(zhi)有(you)在氧(yang)化性環(huan)境(jing)下才會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)焊縫品間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi),焊縫晶(jing)(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)經常(chang)發生(sheng)(sheng)在中等氧(yang)化性環(huan)境(jing)中。
防止(zhi)焊縫晶間(jian)腐蝕的措施:
a.對厚板,焊(han)后(hou)應進(jin)行(xing)熱處(chu)理(li);
b.選擇穩定性好的低碳不銹鋼,如304L、347等;
c.適(shi)量(liang)低溫加(jia)熱(re)(線(xian)能量(liang)3kJ/cm,層間溫度低于175℃);
d.焊(han)接材料(焊(han)絲)碳(tan)含量應是極低(di)的,最大限(xian)度地降低(di)碳(tan)在(zai)焊(han)縫金(jin)屬中的含量,達到低(di)于(yu)碳(tan)在(zai)18-8型不銹鋼(gang)中室溫溶解極限(xian)值以下,使碳(tan)不可(ke)能與鉻生成鉻的碳(tan)化物(wu),從而從根本上消(xiao)除晶界的貧鉻區;
e.提高焊(han)接材料(liao)(焊(han)絲)的(de)(de)(de)鈦(tai)、鈮(ni)(ni)、鉭和(he)鋯等的(de)(de)(de)含量,在焊(han)縫(feng)金屬中滲(shen)入比鉻更(geng)容易與碳(tan)結合的(de)(de)(de)穩定化(hua)(hua)元素,如鈦(tai)、鈮(ni)(ni)、鉭和(he)鋯等。一般認(ren)為鈦(tai)碳(tan)比大(da)于(yu)5倍時,才能提高抗(kang)晶間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)能力。而試驗結果認(ren)為鈦(tai)碳(tan)比大(da)于(yu)或等于(yu)6.7倍時,才有(you)明顯的(de)(de)(de)效果;大(da)于(yu)7.8倍時,才能徹(che)底地改善(shan)晶間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)傾(qing)向(xiang)。這是由于(yu)鈦(tai)能充分地將碳(tan)化(hua)(hua)鉻的(de)(de)(de)鉻置(zhi)換出來,消除了晶界(jie)的(de)(de)(de)貧鉻地帶,從而改善(shan)了抗(kang)腐蝕(shi)性。
通過(guo)使(shi)用低碳不銹鋼和焊(han)(han)接材料(焊(han)(han)絲),可(ke)以克服焊(han)(han)縫晶間腐蝕。但(dan)是也存(cun)在以下(xia)缺點:
I. 低碳不銹鋼焊縫強度(du)低;
II. 具有穩(wen)定組織結構的不銹鋼易熱裂。
具(ju)有(you)穩定組織的(de)不銹(xiu)鋼(gang)容易在局部(bu)析出(chu)碳化物,從而導致晶(jing)間腐蝕,這種晶(jing)間腐蝕也稱作刀口腐蝕。
⑤. 刀(dao)口(kou)腐蝕
當(dang)焊接321、347不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)時(shi),受熱部(bu)分(fen)的溫(wen)(wen)度高(gao)達1150℃,這(zhe)個(ge)(ge)溫(wen)(wen)度導致TiC和NbC部(bu)分(fen)析(xi)出。這(zhe)時(shi),碳(tan)在(zai)靠近焊縫(feng)處(chu)富(fu)集(ji)成一個(ge)(ge)很窄的富(fu)集(ji)區域(yu),在(zai)焊縫(feng)冷卻時(shi),形成碳(tan)鉻化合物。這(zhe)個(ge)(ge)碳(tan)富(fu)集(ji)區域(yu),只有幾個(ge)(ge)晶(jing)(jing)粒寬,能(neng)長久(jiu)形成一條細線,稱(cheng)晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)線,也叫刀口腐蝕(shi)。含鈮(ni)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)比含鈦不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更能(neng)抵抗刀口腐蝕(shi),提高(gao)熱處(chu)理(li)溫(wen)(wen)度不(bu)能(neng)消除刀口腐蝕(shi)。刀口腐蝕(shi)與晶(jing)(jing)間腐蝕(shi)有以下區別:
A. 刀口腐(fu)蝕發生在(zai)緊鄰焊縫(feng)很窄的(de)區域內,而焊縫(feng)晶間腐(fu)蝕發生在(zai)離焊縫(feng)較遠的(de)區域;
B. 刀口腐蝕(shi)發生在(zai)穩定(ding)型不銹鋼中;
C. 受熱的(de)情(qing)況不一樣。
通過適(shi)當選(xuan)擇(ze)焊(han)接(jie)參數(shu)及熱處理(li)參數(shu)可避免刀口腐蝕。
四、奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的工藝(yi)性(xing)能(neng)
1. 成(cheng)型(xing)性能
在(zai)(zai)低溫(wen)環境中有(you)良好的組織(zhi)穩定性,因此冷變(bian)形、深沖壓(ya)性能(neng)都很好。可在(zai)(zai)室溫(wen)下進行冷軋、冷拔,也可承受彎(wan)曲、深拉等冷加工(gong)。該類鋼具有(you)冷作(zuo)硬化(hua)傾向,冷加工(gong)后(hou)強度明(ming)顯上升,而塑(su)性下降。
2. 焊接性能(neng)
具有良好的焊接性能,焊件經焊接后無需進(jin)行熱處理。
3. 表面處(chu)理工藝
耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)良(liang)好,在使用(yong)中一般不(bu)需要表(biao)面處理。為(wei)了進一步改善耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性能(neng),可采用(yong)鈍化(hua)處理工藝。

