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(ao)氏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。奧氏體不銹鋼焊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。


  奧氏(shi)體型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)特別優良,這是其(qi)獲(huo)得最(zui)為(wei)廣(guang)泛(fan)應用(yong)調焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)各種(zhong)耐腐(fu)蝕(shi)的(de)能(neng)力。人們針對(dui)各種(zhong)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)(jing)和腐(fu)蝕(shi)機理,選用(yong)各種(zhong)耐不(bu)(bu)同腐(fu)蝕(shi)的(de)奧氏(shi)體型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。因(yin)此(ci),對(dui)于(yu)相應于(yu)每(mei)一(yi)種(zhong)用(yong)于(yu)某種(zhong)特定環(huan)境(jing)(jing)中的(de)不(bu)(bu)同鋼(gang)種(zhong),焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)都應滿(man)足(zu)其(qi)在特定環(huan)境(jing)(jing)中的(de)特殊耐腐(fu)蝕(shi)性要求。于(yu)是,焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)問題自然也(ye)是焊接(jie)(jie)工作者不(bu)(bu)可回避的(de),必須(xu)面對(dui)的(de)最(zui)主要問題,也(ye)應是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊管生產廠關注的(de)主題。


   奧氏體(ti)不銹鋼是(shi)使用最為廣(guang)泛的(de)不銹鋼,這(zhe)和(he)它具有良好的(de)機械(xie)性能、耐腐蝕(shi)性能,其焊接(jie)性在(zai)高合金鋼中(zhong)被(bei)認為是(shi)最好的(de)有關(guan)。鉻-鎳(nie)奧氏體(ti)鋼具有良好的(de)焊接(jie)性,無淬(cui)硬(ying)性,因而在(zai)熱影響區內(nei)無淬(cui)硬(ying)現象(xiang),同時也(ye)無晶粒粗大化。但在(zai)焊接(jie)中(zhong)存在(zai)以下問(wen)題:


一、碳化鉻的形成(cheng),降低了焊接接頭抗晶間腐(fu)蝕的能力(li)


  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(shi)。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(fu)蝕和母材上敏化(hua)溫度區腐(fu)蝕


   18-8型不銹鋼(gang)在450℃~850℃加熱(re)時(shi),具有晶間腐(fu)蝕傾向,這一溫(wen)度(du)范圍(wei)稱為敏化溫(wen)度(du)區間。


    焊縫(feng)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)可有兩種(zhong)情況,一種(zhong)情況為焊接(jie)線(xian)能量過大或(huo)多層(ceng)焊時焊縫(feng)金屬在敏化溫度區間(jian)停留時間(jian)過長所引起,即(ji)焊接(jie)狀態(tai)下(xia)(xia)已有碳化鉻(ge)(ge)析出而(er)形(xing)成貧鉻(ge)(ge)層(ceng);另一種(zhong)情況是焊接(jie)狀態(tai)下(xia)(xia)耐蝕(shi)性(xing)良好,焊后(hou)經受了(le)敏化加熱的條件,因而(er)具有晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)傾向。


   熱影(ying)響(xiang)區(qu)、敏化區(qu)的晶間腐蝕傾向也(ye)是由于形(xing)成貧鉻層所致(zhi)。但因為焊(han)接熱循環具有快速連續(xu)加熱的特點,碳(tan)化鉻的析出(chu)需要在更高的溫度下才能較快進行,因此,焊(han)接接頭的敏化區(qu)溫度范圍為600℃~1000℃,高于平衡(heng)加熱條(tiao)件(jian)下的敏化區(qu)溫度450℃~850℃。


  焊(han)(han)縫和熱影響區晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向與含碳(tan)量(liang)、加熱溫度和保溫時間(jian)等因(yin)素有關。因(yin)此,為(wei)提(ti)高焊(han)(han)接接頭(tou)抗晶(jing)腐(fu)蝕能力,一般宜采取以下措施(shi):

 

  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. 在鋼中(zhong)添加(jia)穩定化(hua)元素鈦、鈮等,使之(zhi)優先形成MC,而避免形成貧鉻層。


  ③. 使(shi)焊(han)縫形成(cheng)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)加少(shao)量(liang)(liang)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)的雙相組織。當焊(han)縫中存(cun)在(zai)(zai)一(yi)定數量(liang)(liang)的鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)時,可以細(xi)化(hua)晶粒,增加晶界面積(ji),使(shi)晶界單位(wei)面積(ji)上的碳(tan)化(hua)鉻(ge)析(xi)出量(liang)(liang)減少(shao),減輕貧(pin)鉻(ge)程度。鉻(ge)在(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)中溶(rong)解度較(jiao)大(da),Cr2C6優(you)先在(zai)(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)中形成(cheng),而不(bu)致使(shi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)晶界貧(pin)鉻(ge);此外,散布在(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)之間的鐵素(su)體(ti)(ti)(ti),還(huan)可能防止腐蝕(shi)沿晶界向(xiang)內部擴展。


  ④. 控制在敏化(hua)溫度(du)區間(jian)的(de)(de)(de)停留時(shi)(shi)間(jian)。調整焊(han)(han)接(jie)熱(re)循環,盡可能(neng)縮短600℃以(yi)上的(de)(de)(de)高(gao)溫停留時(shi)(shi)間(jian),以(yi)防止焊(han)(han)縫及熱(re)影響區大(da)量(liang)(liang)析出碳化(hua)鉻(ge)。如(ru)選擇(ze)能(neng)量(liang)(liang)密度(du)高(gao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法(如(ru)等(deng)離子弧(hu)焊(han)(han)),選用較小的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)線能(neng)量(liang)(liang),焊(han)(han)縫背面(mian)通(tong)氬氣或采用銅(tong)墊增加焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)冷卻速度(du),減少起弧(hu)、收弧(hu)次(ci)數以(yi)避免(mian)重復加熱(re),多層焊(han)(han)時(shi)(shi)與腐蝕介質的(de)(de)(de)接(jie)觸面(mian)盡可能(neng)最后施焊(han)(han)等(deng),均可以(yi)減少接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)晶間(jian)腐蝕傾向。


 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(bu)銹(xiu)鋼等)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(wen)(wen)過熱(re)和(he)(he)中(zhong)溫(wen)(wen)敏(min)化是導致焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭產生刀蝕的(de)(de)(de)重(zhong)要條(tiao)件。含有穩定劑(ji)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)鋼,一般(ban)以固(gu)溶狀(zhuang)態供(gong)貨,此時鋼中(zhong)少部分的(de)(de)(de)碳(tan)固(gu)溶于奧(ao)氏體(ti),其余大(da)部分碳(tan)則(ze)形(xing)(xing)成(cheng)TiC或NbC.焊(han)(han)接(jie)時,在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度超過1200℃的(de)(de)(de)過熱(re)區(qu)中(zhong),這些碳(tan)化物將(jiang)溶入固(gu)溶體(ti)。由于碳(tan)的(de)(de)(de)擴散能(neng)力較強(qiang),在(zai)(zai)冷卻過程中(zhong)將(jiang)偏聚在(zai)(zai)晶(jing)界(jie)形(xing)(xing)成(cheng)過飽(bao)和(he)(he)狀(zhuang)態,而(er)鈦則(ze)因擴散能(neng)力低(di)而(er)留于晶(jing)內(nei)。當焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)(zai)敏(min)化溫(wen)(wen)度區(qu)間(jian)再次加熱(re)時,過飽(bao)和(he)(he)的(de)(de)(de)碳(tan)將(jiang)在(zai)(zai)晶(jing)間(jian)以CraC.形(xing)(xing)式析(xi)出,在(zai)(zai)晶(jing)界(jie)形(xing)(xing)成(cheng)貧鉻(ge)層(ceng),使焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭抗蝕性(xing)能(neng)降低(di)。從以上分析(xi)可知,刀狀(zhuang)腐蝕的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)根源也在(zai)(zai)于在(zai)(zai)晶(jing)間(jian)形(xing)(xing)成(cheng)貧鉻(ge)層(ceng)。


 防止刀(dao)蝕的措施如下(xia):


 ①. 降低含(han)碳量 這(zhe)是防止(zhi)刀狀腐蝕(shi)的(de)(de)很(hen)有效(xiao)的(de)(de)措施。對于含(han)有穩定化元素的(de)(de)不銹鋼,含(han)碳量最好不超過0.06%。


 ②. 采用合理(li)的焊(han)(han)接工(gong)藝 盡量(liang)選擇較小(xiao)的線(xian)能量(liang),以減(jian)少過(guo)熱區在(zai)高溫停(ting)留時間,注意(yi)避免在(zai)焊(han)(han)接過(guo)程(cheng)產生(sheng)“中溫敏化”的效果。因(yin)此雙(shuang)面(mian)焊(han)(han)時,與腐(fu)蝕介質(zhi)接觸的焊(han)(han)縫(feng)應最后(hou)施焊(han)(han)(這是大直(zhi)徑厚壁焊(han)(han)管內(nei)焊(han)(han)在(zai)外焊(han)(han)之后(hou)再進行(xing)的原因(yin)所在(zai)),如不能實(shi)施則應調(diao)整焊(han)(han)接規范及焊(han)(han)縫(feng)形狀,盡量(liang)避免與腐(fu)蝕介質(zhi)接觸的過(guo)熱區再次受到(dao)敏化加熱。


 ③. 焊后熱處理(li) 焊后進(jin)行固(gu)溶或穩定化(hua)處理(li),均能提高(gao)接頭的抗(kang)刀狀腐蝕(shi)能力(li)。


二(er)、 應力腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)


  應力(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-鎳奧氏體不銹鋼(gang)(gang)中,產生應力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂(lie)常(chang)見的(de)鋼(gang)(gang)種,有不含鈦、鈮的(de)18-8型(xing)和(he)17-12-Mo型(xing)鋼(gang)(gang),其(qi)次是超低碳不銹鋼(gang)(gang)。由于介質不同(tong),應力(li)開(kai)裂(lie)既可(ke)呈晶間開(kai)裂(lie)形(xing)式,也可(ke)呈穿晶開(kai)裂(lie)形(xing)式,或為穿晶和(he)沿(yan)晶混合開(kai)裂(lie)形(xing)式。


   不銹(xiu)鋼(gang)產生應力腐蝕開裂的影響(xiang)因素很(hen)多,包(bao)括鋼(gang)材(cai)成分、組織和狀態、介質種(zhong)類、溫(wen)度(du)及濃度(du)、應力的性(xing)質、大小(xiao)以及結(jie)構特點等。


  防(fang)止應(ying)力腐蝕開裂的(de)主(zhu)要措施如下:


  1. 正確選擇材料(liao)及合理調整焊(han)縫成分


  根據(ju)介質(zhi)特性選用對應力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂敏感性低的(de)材(cai)料,應該是防止應力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)最根本措施。此(ci)類鋼有(you)高(gao)純鉻-鎳奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼、高(gao)硅鉻-鎳奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼、鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)-奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼、高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼等(deng)。合理地調整焊(han)縫成分是提高(gao)接頭抗(kang)應力(li)腐(fu)蝕(shi)能力(li)的(de)重(zhong)要(yao)措施之一(yi)。一(yi)般(ban)認為,當(dang)焊(han)縫金屬(shu)為奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)雙相組(zu)織時(shi),具(ju)有(you)較好的(de)抗(kang)應力(li)腐(fu)蝕(shi)性能。


  2. 消除或減小殘余應力


  拉伸(shen)應(ying)力的(de)(de)存(cun)在(zai)是(shi)產生應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)(lie)的(de)(de)先決條件之一。可以(yi)認為,不銹鋼部(bu)件中若不存(cun)在(zai)拉應(ying)力,則可以(yi)完全避免應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)(lie)。因此(ci),消除或減少結構中的(de)(de)殘余(yu)應(ying)力,是(shi)防止應(ying)力腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)(lie)的(de)(de)重要措施。


  焊后進行消除(chu)應力(li)熱處(chu)(chu)理是常用的(de)工藝(yi)措施。例如,對(dui)奧氏體不(bu)銹鋼一般(ban)進行900℃的(de)消除(chu)應力(li)退火熱處(chu)(chu)理。采(cai)用機械的(de)方(fang)法也可(ke)以降低表面殘余應力(li)或造成壓應力(li)。如表面拋(pao)光、噴丸和錘擊。


 3. 合理(li)的結(jie)構設計


  結構中應(ying)避免形成較大的(de)應(ying)力集(ji)中或(huo)在制造中避免產生較大的(de)殘余應(ying)力。在設備和容器中與腐(fu)蝕介質(zhi)的(de)接(jie)觸面不(bu)能有縫隙,盡(jin)可能采(cai)用對接(jie)接(jie)頭,結構設計中注(zhu)意(yi)不(bu)產生熱流集(ji)中而(er)引起的(de)局(ju)部過熱或(huo)腐(fu)蝕液滯(zhi)留而(er)局(ju)部濃縮等。


三、焊(han)接熱(re)裂紋(wen)


 奧氏體不銹(xiu)鋼焊(han)(han)接時,焊(han)(han)縫(feng)及熱(re)(re)影響區均(jun)可(ke)能(neng)出(chu)(chu)現(xian)熱(re)(re)裂(lie)紋。最常見的是焊(han)(han)縫(feng)結晶裂(lie)紋,有時在熱(re)(re)影響區或多層焊(han)(han)層間金屬也可(ke)出(chu)(chu)現(xian)液(ye)化裂(lie)紋。


 奧(ao)氏(shi)體鋼具有較大(da)的熱裂(lie)紋敏(min)感性,主要取決于(yu)鋼的化(hua)學成分、組(zu)織與性能的特點(dian)。


  奧(ao)氏(shi)體鋼(gang)中(zhong)合(he)金元素較(jiao)多(duo),尤其是(shi)含有一定(ding)數(shu)量的鎳,它(ta)不僅(jin)提高了奧(ao)氏(shi)體的穩(wen)定(ding)性,而且還易和硫、磷等(deng)雜質形成低熔(rong)(rong)點化合(he)物或共(gong)(gong)晶(jing),如Ni-S共(gong)(gong)晶(jing)熔(rong)(rong)點為645℃、Ni-P共(gong)(gong)晶(jing)為880℃,比Fe-S、Fe-P共(gong)(gong)晶(jing)的熔(rong)(rong)點更(geng)低,危害性也更(geng)大。其他一些元素如硼、硅等(deng)的偏析,也將促使產生熱裂紋。


 奧(ao)氏體鋼(gang)焊縫(feng)易(yi)形(xing)成方向性(xing)強的粗大柱狀晶組(zu)織,有利于有害雜質和元(yuan)素的偏析,從而(er)促使形(xing)成連續的晶間液膜,提高了熱(re)裂(lie)紋的敏感性(xing)。


 從奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)物(wu)理性能看,它具有導熱(re)(re)系(xi)數(shu)小、線膨脹系(xi)數(shu)大的(de)(de)特點,因而在焊(han)接不(bu)(bu)均勻加熱(re)(re)的(de)(de)情況下,極(ji)易形成較大的(de)(de)拉應力,促進了焊(han)接熱(re)(re)裂紋的(de)(de)產生(sheng)。


 由以上分析可知,與結構鋼(gang)(gang)相比,奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的焊接熱(re)裂紋傾向(xiang)較大,尤其是高鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


  防止奧氏(shi)體不(bu)銹鋼焊(han)接熱裂紋的主要措施如下:


   1. 嚴格(ge)控(kong)制有害雜(za)質硫、磷的含量,鋼中含鎳量越高,越應該嚴格(ge)控(kong)制。


   2. 調整焊縫(feng)金屬的組織


    奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊縫(feng)(feng)可以是(shi)單相(xiang)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi),也可以是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)為主(zhu)的(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。大(da)量實(shi)踐證明,單相(xiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)焊縫(feng)(feng),對熱(re)(re)裂(lie)紋的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性較大(da),而雙(shuang)相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)焊縫(feng)(feng),則(ze)具有良好(hao)的(de)(de)(de)抗裂(lie)性能(neng)(neng),如表2-2中所列出的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)焊縫(feng)(feng)中δ-鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)影響。焊接18-8型不(bu)(bu)銹鋼(gang)時,如果形(xing)成(cheng)γ+5%δ的(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi),不(bu)(bu)僅(jin)可以提高抗晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)能(neng)(neng)力,而且又減(jian)小了熱(re)(re)裂(lie)敏(min)感(gan)性。焊縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)δ相(xiang),可以細化晶(jing)粒(li),消除單相(xiang)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)方(fang)向性,減(jian)少有害(hai)雜質在(zai)晶(jing)界(jie)的(de)(de)(de)偏(pian)析,而且δ相(xiang)能(neng)(neng)解較多的(de)(de)(de)硫(liu)、磷,并能(neng)(neng)降低界(jie)面能(neng)(neng),阻(zu)止晶(jing)間(jian)液膜的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng),從而有利于提高焊縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)抗熱(re)(re)裂(lie)紋能(neng)(neng)力。


表 2.jpg


  3. 調整焊縫金屬合(he)金成(cheng)分(fen)


   當在(zai)焊縫(feng)(feng)中(zhong)不允許有(you)雙相組織時,如表2-2中(zhong)“不希望有(you)δ-鐵素體(ti)的(de)(de)理由”所列出的(de)(de)各項,就必須對(dui)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬進行合理的(de)(de)合金(jin)化(hua)。如在(zai)單相穩定(ding)奧(ao)氏體(ti)鋼中(zhong)適當增(zeng)加錳(meng)、碳(tan)、氮的(de)(de)含量可以(yi)提高焊縫(feng)(feng)的(de)(de)抗裂性能。此外(wai),加入少量的(de)(de)鈰、鋯、鉭(tan)等微量元素,可以(yi)細化(hua)焊縫(feng)(feng)組織、凈化(hua)晶(jing)界(jie),也(ye)可減少焊縫(feng)(feng)的(de)(de)熱裂紋(wen)敏(min)感性。


  4. 工藝措施


 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(bu)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(ao)氏體鋼焊接接頭(tou)的(de)脆(cui)化


 奧(ao)氏體鋼用(yong)途(tu)頗廣(guang),可在耐熱、耐蝕、低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)等各(ge)種條件下使用(yong)。不(bu)同的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)條件,對焊接接頭的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)也不(bu)同。耐蝕鋼通常是(shi)在室(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)或350℃以(yi)下工(gong)作(zuo)(zuo),主要(yao)(yao)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)耐蝕性(xing)(xing),對機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)(neng)無特殊要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)。用(yong)于高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)條件的(de)(de)(de)(de)熱強(qiang)鋼,如是(shi)短時工(gong)作(zuo)(zuo),則要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)保證(zheng)接頭與母材等強(qiang)度;而長期工(gong)作(zuo)(zuo)(10年以(yi)上(shang))時,則保證(zheng)焊接接頭的(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing),防(fang)止高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)化是(shi)關鍵。對于低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼,則主要(yao)(yao)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)良好的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)韌性(xing)(xing),防(fang)止焊接接頭發生低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)斷。從不(bu)同的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)條件下對接頭性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)來看,奧(ao)氏體不(bu)銹鋼焊接接頭的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)化和高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)化是(shi)值得(de)注(zhu)意的(de)(de)(de)(de)問題。


  當(dang)18-8型(xing)鋼焊(han)縫為雙相組織時,其拉伸強度(du)、屈(qu)服強度(du)與塑性(xing)略低于(yu)母材,但韌(ren)性(xing)比母材低得多,因而難以保證(zheng)低溫(wen)(wen)條件下(xia)對焊(han)接接頭(tou)韌(ren)性(xing)的要(yao)求。為了保證(zheng)18-8型(xing)鋼焊(han)縫具有良好的低溫(wen)(wen)韌(ren)性(xing),應使焊(han)縫為單相奧(ao)氏體組織。


 奧氏體(ti)焊縫中含有(you)較多(duo)的鐵素體(ti)化元素或有(you)較多(duo)的δ相時,高(gao)溫(wen)條件下(xia)(xia),由(you)于(yu)δ→σ轉變,引(yin)起σ相脆(cui)化,焊縫的塑(su)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)均顯(xian)著(zhu)下(xia)(xia)降(jiang)。因此,為了保證必要的塑(su)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),焊縫中的δ相應小于(yu)5%。


  單相(xiang)(xiang)的奧氏體焊縫也可能(neng)出(chu)現σ相(xiang)(xiang),這與合金系統有關。如310S不銹(xiu)鋼焊縫中(zhong)鉻與硅含量(liang)偏(pian)上限,而碳、鎳含量(liang)偏(pian)下限時,就(jiu)容易沿晶(jing)界析(xi)出(chu)σ相(xiang)(xiang),這比(bi)晶(jing)內析(xi)出(chu)σ相(xiang)(xiang),對焊接接頭脆(cui)化影響(xiang)更為嚴重。


  為了避免出現(xian) σ脆(cui)性相,應盡(jin)量限制焊(han)縫中的δ相數量,考慮(lv)焊(han)縫的合(he)金化時,適(shi)當減(jian)少(shao)鐵素體形(xing)成元(yuan)素;多層焊(han)時采用(yong)較小的線能(neng)量,以(yi)減(jian)小熔(rong)池體積,提高(gao)(gao)冷卻速度,縮短高(gao)(gao)溫(wen)停(ting)留時間。對于已(yi)經出現(xian)σ相的焊(han)縫,可將(jiang)焊(han)接(jie)接(jie)頭加熱至1050℃~1100℃,保(bao)溫(wen)1小時后水冷,進行固溶處理,此時絕大部分 σ 相可重新溶入(ru)奧氏體中,性能(neng)即可恢復。


五、焊接變形較大


 因為奧(ao)氏體不銹鋼導熱性能差,膨(peng)脹系數大(da),焊(han)(han)接變形(xing)較大(da),特(te)別是薄板。因此,焊(han)(han)接時應適當采取防(fang)形(xing)的(de)措施,如夾具等。