奧氏體型不銹鋼都具有非常好的塑性和韌性,這決定了它具有良好的彎折、卷曲和沖壓成型性,因而常常被用來制成各種形狀的構件、容器或管道。這樣一來,奧氏(shi)體不銹鋼被焊接的機會也因此比其他不銹鋼大得多。這類鋼的韌性、塑性本來就好,又不會發生任何的淬火硬化,所以,盡管其線膨脹系數比碳鋼大得多,焊接過程中的彈、塑性應力和應變量很大,卻極少出現冷裂紋。奧氏(shi)體不(bu)銹鋼焊(han)接接頭不存在淬火硬化區,又由于它有很強的加工硬化能力,所以,即使受焊接熱影響而軟化的區域,其抗拉強度仍然不低。可以這樣認為,只要是不誤用焊接填充材料,焊接接頭強度不是焊接性的重點。該類鋼的熱脹冷縮特別大,所帶來的焊接性問題,主要有兩個:一個是熱裂紋問題,這與該類鋼的晶界特性和對某些微量雜質如硫、磷等敏感有關;另一個則是焊接變形較大的問題。
奧(ao)(ao)氏體(ti)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性能特(te)別優良,這(zhe)是(shi)其(qi)獲得最(zui)為(wei)廣泛應(ying)用調焊(han)(han)接接頭的各種(zhong)(zhong)耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)的能力。人們針對各種(zhong)(zhong)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境和腐(fu)蝕(shi)機理,選(xuan)用各種(zhong)(zhong)耐(nai)(nai)(nai)不同腐(fu)蝕(shi)的奧(ao)(ao)氏體(ti)型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。因此,對于相應(ying)于每一(yi)種(zhong)(zhong)用于某種(zhong)(zhong)特(te)定(ding)環(huan)境中的不同鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),焊(han)(han)接接頭都應(ying)滿足其(qi)在特(te)定(ding)環(huan)境中的特(te)殊耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性要求。于是(shi),焊(han)(han)接接頭的耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)問題自然也是(shi)焊(han)(han)接工(gong)作者不可回避的,必須面對的最(zui)主(zhu)要問題,也應(ying)是(shi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)管生產廠關注(zhu)的主(zhu)題。
奧氏(shi)體不(bu)銹鋼是使用(yong)最為(wei)(wei)廣泛(fan)的(de)不(bu)銹鋼,這和它具(ju)有(you)良(liang)好(hao)(hao)的(de)機(ji)械(xie)性(xing)能、耐腐蝕性(xing)能,其焊接(jie)(jie)性(xing)在(zai)高合(he)金(jin)鋼中被認(ren)為(wei)(wei)是最好(hao)(hao)的(de)有(you)關。鉻-鎳奧氏(shi)體鋼具(ju)有(you)良(liang)好(hao)(hao)的(de)焊接(jie)(jie)性(xing),無淬(cui)硬性(xing),因而在(zai)熱影(ying)響區內無淬(cui)硬現象(xiang),同(tong)時也無晶粒粗大化。但在(zai)焊接(jie)(jie)中存在(zai)以下問題(ti):
一、碳化鉻的形成,降低了焊接接頭抗晶(jing)間腐蝕的能力
奧氏體不銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐(fu)蝕的情況:焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀狀腐蝕。關于奧氏體鋼晶間腐蝕的機理,一般用“貧鉻”理論來解釋。在固溶狀態下,奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中,過飽和的碳將以Cr23C6。的形式沿晶界析出。Cr23C6中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量,因而使晶界附近含鉻量顯著下降,晶內的鉻原子又來不及擴散及時補充,故形成貧鉻層(Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內低得很多,在腐蝕質的作用下,電極電位低的晶界將成為陽極,被腐蝕溶解。
1. 焊縫晶間腐蝕和母(mu)材上敏化溫度區腐蝕
18-8型(xing)不(bu)銹鋼在450℃~850℃加熱時,具(ju)有(you)晶間(jian)腐(fu)蝕傾(qing)向,這一(yi)溫(wen)度范圍稱為敏化溫(wen)度區(qu)間(jian)。
焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)晶間腐蝕(shi)可(ke)有(you)兩種情(qing)(qing)況,一種情(qing)(qing)況為焊(han)(han)(han)(han)接線(xian)能量過大或多層焊(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬在敏化(hua)溫度區間停留時間過長所引起,即焊(han)(han)(han)(han)接狀態(tai)下已有(you)碳化(hua)鉻析出而形成(cheng)貧鉻層;另(ling)一種情(qing)(qing)況是(shi)焊(han)(han)(han)(han)接狀態(tai)下耐(nai)蝕(shi)性(xing)良好,焊(han)(han)(han)(han)后經(jing)受了敏化(hua)加熱的條件,因而具有(you)晶間腐蝕(shi)傾向。
熱(re)影響區(qu)、敏(min)化(hua)區(qu)的(de)(de)晶間腐蝕(shi)傾向也是由于形成貧鉻(ge)(ge)層(ceng)所(suo)致。但因(yin)為(wei)焊(han)接熱(re)循環具有快速連續加(jia)熱(re)的(de)(de)特(te)點,碳(tan)化(hua)鉻(ge)(ge)的(de)(de)析(xi)出需要在(zai)更高(gao)的(de)(de)溫度(du)下才能較快進行(xing),因(yin)此(ci),焊(han)接接頭的(de)(de)敏(min)化(hua)區(qu)溫度(du)范圍(wei)為(wei)600℃~1000℃,高(gao)于平衡加(jia)熱(re)條件(jian)下的(de)(de)敏(min)化(hua)區(qu)溫度(du)450℃~850℃。
焊(han)縫和熱影響區晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)傾向與含碳(tan)量、加熱溫度(du)和保溫時(shi)間(jian)等(deng)因素(su)有關。因此,為提高焊(han)接接頭抗晶(jing)腐蝕(shi)能力,一般宜采取以下(xia)措(cuo)施:
①. 減小母材及焊縫中的含碳量,使加熱時減少或避免Cr32C6析出,消除產生貧鉻層的機會。例如,超低碳(C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低,具有優良的抗蝕性能,但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。
②. 在鋼(gang)中添加(jia)穩定化元素鈦、鈮等,使之優先形成MC,而避免形成貧鉻(ge)層。
③. 使焊(han)縫形(xing)成奧氏(shi)體(ti)(ti)加(jia)少(shao)量鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的雙相(xiang)組織(zhi)。當焊(han)縫中(zhong)存在(zai)一定數量的鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)時,可以細化(hua)(hua)晶粒,增加(jia)晶界(jie)面積(ji),使晶界(jie)單位面積(ji)上(shang)的碳化(hua)(hua)鉻(ge)析出量減少(shao),減輕貧鉻(ge)程度(du)(du)。鉻(ge)在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)溶解度(du)(du)較大,Cr2C6優先在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)中(zhong)形(xing)成,而不致使奧氏(shi)體(ti)(ti)晶界(jie)貧鉻(ge);此外,散布(bu)在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)之間的鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti),還可能防(fang)止腐(fu)蝕沿晶界(jie)向內部擴展。
④. 控制(zhi)在敏化(hua)(hua)溫(wen)度區間(jian)的(de)(de)停(ting)留時間(jian)。調(diao)整焊(han)接(jie)(jie)熱(re)循環(huan),盡可(ke)(ke)能(neng)(neng)縮(suo)短600℃以上(shang)的(de)(de)高溫(wen)停(ting)留時間(jian),以防止(zhi)焊(han)縫及熱(re)影響區大量析出碳化(hua)(hua)鉻(ge)。如選擇能(neng)(neng)量密度高的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)方法(如等離(li)子弧焊(han)),選用較小的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)線能(neng)(neng)量,焊(han)縫背(bei)面通(tong)氬氣或采用銅墊增加焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)冷卻(que)速度,減(jian)少起弧、收弧次數以避免重復加熱(re),多層(ceng)焊(han)時與腐蝕(shi)介質的(de)(de)接(jie)(jie)觸面盡可(ke)(ke)能(neng)(neng)最后施焊(han)等,均可(ke)(ke)以減(jian)少接(jie)(jie)頭的(de)(de)晶間(jian)腐蝕(shi)傾向。
⑤. 焊后進行固溶處理或穩定化退火。固溶處理可使已析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中,但一般只適用于較小的工件。穩定化退火是將工件加熱到850℃~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出,并促使鉻加速擴散而消除貧鉻區。
2. 焊接接頭的刀狀(zhuang)腐蝕
刀狀腐蝕簡稱刀蝕,它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕,只發生在含有穩定劑的奧氏體鋼(如321不銹鋼、316Ti不銹鋼(gang)等)的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區的過熱區,沿熔合線發展,開始寬度僅3~5個晶粒,逐步擴大至1.0mm~1.5mm。因形狀如刀刃,故稱刀狀腐蝕。
高溫過(guo)熱和中溫敏(min)化是導(dao)致焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)產(chan)生刀(dao)蝕的(de)重要條件。含有穩定(ding)劑的(de)奧氏體(ti)鋼,一般以(yi)固溶(rong)(rong)狀(zhuang)態(tai)供貨,此時鋼中少部分的(de)碳(tan)固溶(rong)(rong)于奧氏體(ti),其(qi)余大(da)部分碳(tan)則(ze)形成(cheng)TiC或NbC.焊(han)接(jie)(jie)(jie)時,在溫度超過(guo)1200℃的(de)過(guo)熱區中,這些碳(tan)化物將溶(rong)(rong)入固溶(rong)(rong)體(ti)。由于碳(tan)的(de)擴散能(neng)(neng)力較強,在冷卻過(guo)程(cheng)中將偏聚在晶界形成(cheng)過(guo)飽(bao)和狀(zhuang)態(tai),而(er)鈦則(ze)因(yin)擴散能(neng)(neng)力低而(er)留于晶內。當焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在敏(min)化溫度區間再次加熱時,過(guo)飽(bao)和的(de)碳(tan)將在晶間以(yi)CraC.形式(shi)析出,在晶界形成(cheng)貧鉻層,使焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)蝕性能(neng)(neng)降低。從以(yi)上分析可知,刀(dao)狀(zhuang)腐蝕的(de)形成(cheng)根源(yuan)也在于在晶間形成(cheng)貧鉻層。
防止刀蝕的措施如下(xia):
①. 降低含(han)碳量 這(zhe)是防止刀狀腐(fu)蝕的(de)(de)很有效的(de)(de)措施。對于(yu)含(han)有穩定(ding)化元素(su)的(de)(de)不銹(xiu)鋼,含(han)碳量最(zui)好不超過0.06%。
②. 采用合理(li)的焊(han)接工藝 盡量(liang)選擇較小的線能(neng)量(liang),以減少(shao)過(guo)熱區在高溫停留時(shi)間,注(zhu)意避(bi)(bi)免在焊(han)接過(guo)程產生“中溫敏化”的效(xiao)果。因此雙(shuang)面焊(han)時(shi),與腐蝕介質(zhi)接觸的焊(han)縫(feng)應最后施焊(han)(這是(shi)大直徑(jing)厚壁焊(han)管內焊(han)在外焊(han)之后再(zai)進行(xing)的原因所在),如(ru)不能(neng)實施則應調整(zheng)焊(han)接規范及焊(han)縫(feng)形狀,盡量(liang)避(bi)(bi)免與腐蝕介質(zhi)接觸的過(guo)熱區再(zai)次受到(dao)敏化加(jia)熱。
③. 焊后熱處理 焊后進行固溶或穩(wen)定化(hua)處理,均能提高接頭的(de)抗刀狀(zhuang)腐蝕能力(li)。
二、 應力腐蝕開裂
應(ying)力(li)腐蝕開裂是金屬在特定的腐蝕介質和拉應力的共同作用下所產生的延遲破壞現象,也稱應力腐蝕裂紋(Stress Corrosion Cracking,簡稱SCC).
鉻-鎳(nie)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong),產生(sheng)應力(li)腐蝕開(kai)(kai)(kai)裂(lie)常見的鋼(gang)(gang)種(zhong),有不(bu)含鈦、鈮的18-8型(xing)和17-12-Mo型(xing)鋼(gang)(gang),其次是超低碳不(bu)銹鋼(gang)(gang)。由(you)于(yu)介質不(bu)同(tong),應力(li)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)既可呈晶(jing)間開(kai)(kai)(kai)裂(lie)形式,也可呈穿晶(jing)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)形式,或為穿晶(jing)和沿晶(jing)混合(he)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)形式。
不銹鋼(gang)產生應力腐蝕開裂(lie)的影響因素很多(duo),包括(kuo)鋼(gang)材(cai)成(cheng)分、組(zu)織(zhi)和(he)狀態、介(jie)質種類、溫度(du)及濃度(du)、應力的性質、大小(xiao)以及結構特點等(deng)。
防止應(ying)力腐(fu)蝕開裂的主要措施如下:
1. 正確(que)選(xuan)擇材(cai)料及合理調整焊(han)縫成(cheng)分
根據(ju)介質特性(xing)選用對(dui)應(ying)力腐蝕開裂敏感性(xing)低(di)的材料(liao),應(ying)該是防(fang)止(zhi)應(ying)力腐蝕開裂的最根本措施。此類(lei)鋼(gang)有高(gao)純鉻(ge)-鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)、高(gao)硅鉻(ge)-鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)、鐵(tie)素(su)(su)體(ti)-奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)、高(gao)鉻(ge)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)鋼(gang)等。合理地(di)調整焊縫成分是提高(gao)接頭抗應(ying)力腐蝕能力的重要措施之一。一般(ban)認(ren)為,當焊縫金屬為奧(ao)氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)雙相組織時,具(ju)有較好(hao)的抗應(ying)力腐蝕性(xing)能。
2. 消除或減(jian)小(xiao)殘余應(ying)力
拉伸(shen)應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)存在是產生應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)的(de)(de)先決(jue)條件之一。可(ke)以認為(wei),不銹鋼部件中若不存在拉應(ying)力(li)(li)(li),則可(ke)以完全避(bi)免應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)。因此,消除或減少結構中的(de)(de)殘余應(ying)力(li)(li)(li),是防止(zhi)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕開裂(lie)(lie)的(de)(de)重要措(cuo)施(shi)。
焊后進行消(xiao)(xiao)除(chu)(chu)應力(li)熱(re)處(chu)理(li)是(shi)常用的(de)工藝措施。例如(ru),對奧氏體不(bu)銹鋼一般進行900℃的(de)消(xiao)(xiao)除(chu)(chu)應力(li)退(tui)火熱(re)處(chu)理(li)。采用機械的(de)方法(fa)也可以(yi)降低表面(mian)殘余應力(li)或造成(cheng)壓(ya)應力(li)。如(ru)表面(mian)拋(pao)光(guang)、噴丸和錘擊。
3. 合理的結(jie)構設計
結構中(zhong)(zhong)應避免形成較大的(de)應力集(ji)中(zhong)(zhong)或(huo)在制造中(zhong)(zhong)避免產(chan)生(sheng)較大的(de)殘余(yu)應力。在設(she)備和容器中(zhong)(zhong)與(yu)腐(fu)蝕介(jie)質的(de)接觸面不能有縫隙,盡可(ke)能采(cai)用對接接頭(tou),結構設(she)計中(zhong)(zhong)注意不產(chan)生(sheng)熱流集(ji)中(zhong)(zhong)而引起(qi)的(de)局(ju)部過熱或(huo)腐(fu)蝕液(ye)滯留而局(ju)部濃縮等。
三、焊接熱裂紋(wen)
奧氏體不銹(xiu)鋼焊(han)(han)接時(shi)(shi),焊(han)(han)縫及(ji)熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)均可(ke)能出現熱(re)(re)裂(lie)紋(wen)。最常(chang)見的是焊(han)(han)縫結晶(jing)裂(lie)紋(wen),有時(shi)(shi)在(zai)熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)或多層焊(han)(han)層間(jian)金屬也可(ke)出現液化裂(lie)紋(wen)。
奧氏(shi)體鋼具有較大的(de)(de)熱(re)裂紋敏感性,主要取決于鋼的(de)(de)化學成分、組(zu)織與(yu)性能的(de)(de)特點。
奧氏體鋼中合(he)(he)金元素較多,尤(you)其(qi)是含(han)有(you)一(yi)定(ding)數量的鎳,它不僅提(ti)高了奧氏體的穩定(ding)性,而且(qie)還(huan)易(yi)和硫、磷等雜質形成低(di)熔(rong)點(dian)化合(he)(he)物或共晶(jing)(jing),如Ni-S共晶(jing)(jing)熔(rong)點(dian)為645℃、Ni-P共晶(jing)(jing)為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶(jing)(jing)的熔(rong)點(dian)更低(di),危(wei)害性也(ye)更大。其(qi)他一(yi)些元素如硼、硅等的偏析,也(ye)將促使(shi)產生熱裂(lie)紋。
奧(ao)氏體鋼焊縫易形(xing)成方向性強的(de)粗大柱狀晶組(zu)織,有利于有害雜質和元素的(de)偏析,從而促使(shi)形(xing)成連續的(de)晶間液膜,提(ti)高了熱裂紋的(de)敏感性。
從奧氏體不銹鋼的物理(li)性能看(kan),它具有(you)導熱(re)系數小、線(xian)膨脹(zhang)系數大的特點,因而在焊接(jie)不均勻加熱(re)的情況(kuang)下,極易形成(cheng)較大的拉應力,促進了焊接(jie)熱(re)裂(lie)紋的產生。
由(you)以上分析可(ke)知,與結構鋼相(xiang)比,奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼的焊接熱裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)較大,尤其(qi)是高鎳奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼。
防止奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)接熱裂紋的主要措施如(ru)下:
1. 嚴(yan)格(ge)控制(zhi)(zhi)有害雜質硫(liu)、磷的含量,鋼(gang)中含鎳量越(yue)(yue)高(gao),越(yue)(yue)應該嚴(yan)格(ge)控制(zhi)(zhi)。
2. 調整焊縫金屬的組織
奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)縫(feng)可以(yi)是單相的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)組(zu)織,也可以(yi)是奧氏體(ti)(ti)為主的(de)(de)(de)(de)雙相組(zu)織。大量實(shi)踐證明,單相奧氏體(ti)(ti)組(zu)織的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng),對熱(re)裂紋的(de)(de)(de)(de)敏(min)感性較大,而雙相組(zu)織的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng),則具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)裂性能(neng),如(ru)表(biao)2-2中所列出的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)焊(han)(han)縫(feng)中δ-鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)影響。焊(han)(han)接18-8型不(bu)銹鋼時,如(ru)果形(xing)成γ+5%δ的(de)(de)(de)(de)雙相組(zu)織,不(bu)僅可以(yi)提高(gao)(gao)抗(kang)晶(jing)間腐蝕能(neng)力,而且(qie)(qie)又(you)減小了熱(re)裂敏(min)感性。焊(han)(han)縫(feng)中的(de)(de)(de)(de)δ相,可以(yi)細(xi)化晶(jing)粒,消(xiao)除單相奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)性,減少有害(hai)雜(za)質在(zai)晶(jing)界的(de)(de)(de)(de)偏析,而且(qie)(qie)δ相能(neng)解(jie)較多的(de)(de)(de)(de)硫、磷,并能(neng)降低界面能(neng),阻止晶(jing)間液(ye)膜的(de)(de)(de)(de)形(xing)成,從而有利(li)于(yu)提高(gao)(gao)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)熱(re)裂紋能(neng)力。

3. 調(diao)整焊縫金屬合(he)金成分
當在(zai)焊(han)縫中不允許有雙相組織(zhi)時(shi),如表2-2中“不希望(wang)有δ-鐵素體的(de)理由(you)”所列出的(de)各項,就必須對焊(han)縫金(jin)屬進(jin)行(xing)合理的(de)合金(jin)化(hua)。如在(zai)單相穩(wen)定奧氏體鋼中適當增加(jia)錳、碳、氮的(de)含(han)量(liang)可(ke)以(yi)(yi)提高焊(han)縫的(de)抗裂(lie)性能(neng)。此外,加(jia)入少(shao)量(liang)的(de)鈰、鋯(gao)、鉭等微量(liang)元素,可(ke)以(yi)(yi)細化(hua)焊(han)縫組織(zhi)、凈化(hua)晶界,也(ye)可(ke)減少(shao)焊(han)縫的(de)熱裂(lie)紋敏感性。
4. 工藝措(cuo)施
在焊接奧氏體不銹鋼時,應盡量減小熔池過熱,以防止形成粗大的柱狀晶。奧氏體不銹鋼焊接宜采用小線能量及小截面的焊道。至于液化裂紋,它主要出現于310S不銹鋼的焊接接頭中。為了防止產生液化裂紋,除了嚴格限制母材中的雜質含量以及控制母材的晶粒度以外,在工藝上應采用高能量密度的焊接方法、小線能量和提高接頭的冷卻速度等措施,以減小母材的過熱和避免近縫區晶粒的粗化。
四、奧氏體鋼焊接接頭(tou)的脆化
奧氏(shi)體鋼(gang)用(yong)途頗廣,可在耐(nai)熱、耐(nai)蝕、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)等各種(zhong)條(tiao)(tiao)件下使用(yong)。不同(tong)的(de)(de)(de)工作(zuo)條(tiao)(tiao)件,對焊接接頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)也(ye)不同(tong)。耐(nai)蝕鋼(gang)通(tong)常(chang)是在室溫(wen)(wen)(wen)(wen)或350℃以下工作(zuo),主要(yao)(yao)(yao)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)耐(nai)蝕性,對機械(xie)性能(neng)(neng)無特(te)殊要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)。用(yong)于(yu)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)條(tiao)(tiao)件的(de)(de)(de)熱強鋼(gang),如是短時工作(zuo),則要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)保證(zheng)接頭(tou)(tou)(tou)與母材(cai)等強度;而長期工作(zuo)(10年以上)時,則保證(zheng)焊接接頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)塑性,防(fang)止(zhi)高溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)化是關鍵。對于(yu)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)工作(zuo)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體不銹鋼(gang),則主要(yao)(yao)(yao)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)良好(hao)的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)韌性,防(fang)止(zhi)焊接接頭(tou)(tou)(tou)發生(sheng)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)斷。從不同(tong)的(de)(de)(de)工作(zuo)條(tiao)(tiao)件下對接頭(tou)(tou)(tou)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)來看,奧氏(shi)體不銹鋼(gang)焊接接頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)化和高溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)化是值得注意的(de)(de)(de)問題(ti)。
當18-8型鋼焊(han)(han)縫(feng)為雙(shuang)相(xiang)組織時,其拉伸強(qiang)度、屈服強(qiang)度與塑性(xing)(xing)略(lve)低于母材(cai),但韌(ren)性(xing)(xing)比母材(cai)低得多,因而難以保(bao)(bao)證低溫條件下對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭韌(ren)性(xing)(xing)的要求(qiu)。為了(le)保(bao)(bao)證18-8型鋼焊(han)(han)縫(feng)具有良好的低溫韌(ren)性(xing)(xing),應使焊(han)(han)縫(feng)為單相(xiang)奧(ao)氏體(ti)組織。
奧氏(shi)體焊(han)縫中含有較多(duo)的(de)鐵素體化(hua)元素或有較多(duo)的(de)δ相時,高溫條件下,由于δ→σ轉變,引起(qi)σ相脆化(hua),焊(han)縫的(de)塑(su)性(xing)和(he)(he)韌(ren)(ren)性(xing)均顯著下降。因此,為了保證必要的(de)塑(su)性(xing)和(he)(he)韌(ren)(ren)性(xing),焊(han)縫中的(de)δ相應小(xiao)于5%。
單相的奧氏體(ti)焊縫也可能出(chu)現(xian)σ相,這(zhe)與合金系統有關。如310S不銹鋼焊縫中鉻與硅(gui)含量偏(pian)上(shang)限,而碳、鎳含量偏(pian)下限時,就容易沿晶(jing)界(jie)析(xi)出(chu)σ相,這(zhe)比晶(jing)內析(xi)出(chu)σ相,對焊接接頭脆化影響更(geng)為嚴(yan)重。
為了避免(mian)出(chu)現 σ脆性相,應盡量(liang)限制焊(han)(han)縫中的δ相數量(liang),考(kao)慮焊(han)(han)縫的合金(jin)化(hua)時(shi),適當(dang)減少(shao)鐵素體形成元素;多層焊(han)(han)時(shi)采用較小的線能量(liang),以減小熔池體積,提(ti)高(gao)冷卻(que)速度,縮短(duan)高(gao)溫停留時(shi)間(jian)。對于已經出(chu)現σ相的焊(han)(han)縫,可(ke)將焊(han)(han)接接頭加(jia)熱(re)至1050℃~1100℃,保溫1小時(shi)后水冷,進行固溶處理,此時(shi)絕(jue)大部(bu)分 σ 相可(ke)重新溶入奧(ao)氏體中,性能即可(ke)恢復(fu)。
五、焊接變形(xing)較大
因(yin)為奧氏體(ti)不銹鋼導熱(re)性能差,膨脹系(xi)數大,焊(han)(han)接變(bian)形較大,特(te)別(bie)是薄板。因(yin)此,焊(han)(han)接時應(ying)適當采取(qu)防形的措施,如夾(jia)具等。

