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,奧氏體不銹鋼(gang)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(ti)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。
奧氏體型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能特別優良(liang),這是其獲得最(zui)為廣泛應用(yong)(yong)調焊(han)接接頭的各種(zhong)(zhong)(zhong)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)的能力。人(ren)們針對(dui)各種(zhong)(zhong)(zhong)腐(fu)蝕(shi)環境和腐(fu)蝕(shi)機理,選用(yong)(yong)各種(zhong)(zhong)(zhong)耐(nai)(nai)不(bu)(bu)同腐(fu)蝕(shi)的奧氏體型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。因此(ci),對(dui)于相(xiang)應于每一種(zhong)(zhong)(zhong)用(yong)(yong)于某種(zhong)(zhong)(zhong)特定(ding)環境中的不(bu)(bu)同鋼(gang)種(zhong)(zhong)(zhong),焊(han)接接頭都應滿足其在特定(ding)環境中的特殊耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)要求。于是,焊(han)接接頭的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)問(wen)題自然(ran)也是焊(han)接工作(zuo)者不(bu)(bu)可回避(bi)的,必須面對(dui)的最(zui)主要問(wen)題,也應是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)管生產(chan)廠關(guan)注的主題。
奧(ao)氏體不銹鋼是(shi)使(shi)用最為廣泛的(de)不銹鋼,這和它(ta)具有(you)良好的(de)機械(xie)性(xing)(xing)能(neng)、耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng),其焊(han)接(jie)性(xing)(xing)在(zai)(zai)高合(he)金鋼中被認為是(shi)最好的(de)有(you)關。鉻-鎳(nie)奧(ao)氏體鋼具有(you)良好的(de)焊(han)接(jie)性(xing)(xing),無淬硬(ying)性(xing)(xing),因而在(zai)(zai)熱影(ying)響區內(nei)無淬硬(ying)現(xian)象,同時(shi)也無晶粒粗(cu)大化。但(dan)在(zai)(zai)焊(han)接(jie)中存在(zai)(zai)以下問題:
一、碳化鉻的形(xing)成,降低了焊(han)接接頭抗晶間(jian)腐蝕的能(neng)力(li)
奧氏體不銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐蝕的情況:焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀(dao)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. 焊縫晶間腐蝕和母材上敏化溫度區腐蝕
18-8型不銹鋼在450℃~850℃加熱時,具有(you)晶間腐(fu)蝕傾(qing)向(xiang),這一溫度(du)(du)范(fan)圍稱為敏化溫度(du)(du)區間。
焊(han)縫晶間腐(fu)蝕(shi)可(ke)有(you)兩種情(qing)況(kuang),一種情(qing)況(kuang)為焊(han)接(jie)(jie)線能量(liang)過(guo)大或多層焊(han)時焊(han)縫金屬在敏化溫度(du)區間停留(liu)時間過(guo)長所(suo)引起,即焊(han)接(jie)(jie)狀態(tai)下已有(you)碳(tan)化鉻析出而(er)形成貧(pin)鉻層;另一種情(qing)況(kuang)是(shi)焊(han)接(jie)(jie)狀態(tai)下耐蝕(shi)性良(liang)好,焊(han)后經受了敏化加熱的條(tiao)件,因而(er)具有(you)晶間腐(fu)蝕(shi)傾向。
熱(re)(re)影(ying)響區、敏(min)(min)化(hua)區的晶間腐蝕傾向也是由于(yu)形成(cheng)貧鉻層(ceng)所(suo)致。但因為焊(han)接熱(re)(re)循(xun)環具有快(kuai)速連續加熱(re)(re)的特點,碳化(hua)鉻的析出需(xu)要在更高(gao)的溫(wen)度下才能較快(kuai)進行,因此,焊(han)接接頭的敏(min)(min)化(hua)區溫(wen)度范圍為600℃~1000℃,高(gao)于(yu)平衡加熱(re)(re)條件下的敏(min)(min)化(hua)區溫(wen)度450℃~850℃。
焊縫和熱影(ying)響(xiang)區晶間腐蝕(shi)傾向與含(han)碳量、加熱溫度和保溫時間等因素有關。因此(ci),為提高焊接接頭抗晶腐蝕(shi)能力(li),一(yi)般(ban)宜(yi)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. 在鋼中添加穩定化元(yuan)素鈦(tai)、鈮等,使之優(you)先形成(cheng)MC,而(er)避免形成(cheng)貧(pin)鉻層。
③. 使(shi)焊(han)縫形成(cheng)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)加(jia)少(shao)量(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)的(de)雙相(xiang)組織。當焊(han)縫中存(cun)在一定數量(liang)的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)時,可(ke)以細化晶(jing)(jing)(jing)粒,增加(jia)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)面積,使(shi)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)單位面積上(shang)的(de)碳化鉻(ge)析(xi)出量(liang)減(jian)(jian)少(shao),減(jian)(jian)輕貧鉻(ge)程度。鉻(ge)在鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)中溶解度較大,Cr2C6優(you)先在鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)中形成(cheng),而不致使(shi)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)貧鉻(ge);此(ci)外,散布在奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)之間(jian)的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti),還可(ke)能防止腐蝕(shi)沿(yan)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)(jie)向內(nei)部擴(kuo)展。
④. 控制在敏化溫度區間(jian)的(de)停(ting)留時(shi)間(jian)。調整(zheng)焊(han)(han)(han)接(jie)熱循(xun)環(huan),盡可(ke)能縮短(duan)600℃以(yi)上的(de)高溫停(ting)留時(shi)間(jian),以(yi)防止焊(han)(han)(han)縫及熱影響區大量(liang)(liang)析出碳(tan)化鉻。如(ru)選擇能量(liang)(liang)密度高的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方法(如(ru)等(deng)離子弧焊(han)(han)(han)),選用較小(xiao)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)線能量(liang)(liang),焊(han)(han)(han)縫背(bei)面通氬氣或采用銅墊增加焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)冷卻(que)速度,減(jian)少起弧、收弧次數以(yi)避免重(zhong)復(fu)加熱,多層焊(han)(han)(han)時(shi)與腐(fu)蝕介質的(de)接(jie)觸(chu)面盡可(ke)能最后施(shi)焊(han)(han)(han)等(deng),均可(ke)以(yi)減(jian)少接(jie)頭的(de)晶間(jian)腐(fu)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(dao)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不銹鋼等)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。
高溫過(guo)(guo)熱和中(zhong)溫敏化是導致(zhi)焊(han)接(jie)接(jie)頭產生刀蝕(shi)的重要條件。含有穩定劑的奧(ao)氏體鋼(gang),一般(ban)以固(gu)(gu)溶(rong)狀態供貨,此時(shi)(shi)鋼(gang)中(zhong)少部(bu)分(fen)的碳(tan)固(gu)(gu)溶(rong)于(yu)奧(ao)氏體,其(qi)余大(da)部(bu)分(fen)碳(tan)則(ze)形(xing)(xing)成TiC或NbC.焊(han)接(jie)時(shi)(shi),在(zai)溫度超過(guo)(guo)1200℃的過(guo)(guo)熱區中(zhong),這些碳(tan)化物將(jiang)溶(rong)入固(gu)(gu)溶(rong)體。由于(yu)碳(tan)的擴(kuo)散(san)能力較強,在(zai)冷卻過(guo)(guo)程中(zhong)將(jiang)偏聚在(zai)晶界(jie)形(xing)(xing)成過(guo)(guo)飽(bao)和狀態,而鈦則(ze)因擴(kuo)散(san)能力低而留于(yu)晶內。當焊(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)敏化溫度區間再次加(jia)熱時(shi)(shi),過(guo)(guo)飽(bao)和的碳(tan)將(jiang)在(zai)晶間以CraC.形(xing)(xing)式析(xi)出,在(zai)晶界(jie)形(xing)(xing)成貧鉻層(ceng),使(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭抗(kang)蝕(shi)性能降低。從以上(shang)分(fen)析(xi)可知(zhi),刀狀腐蝕(shi)的形(xing)(xing)成根(gen)源也在(zai)于(yu)在(zai)晶間形(xing)(xing)成貧鉻層(ceng)。
防止(zhi)刀蝕的措施如下(xia):
①. 降低含碳量 這是防止刀狀腐蝕的很有效的措施。對于含有穩定化元素的不銹鋼(gang),含碳量最好不超過(guo)0.06%。
②. 采用合理的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝(yi) 盡量(liang)選擇較小的(de)線能量(liang),以(yi)減少(shao)過(guo)熱區在(zai)高溫停留時間,注意避(bi)免在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程產生“中溫敏化(hua)”的(de)效果。因此雙面焊(han)(han)(han)(han)時,與腐蝕(shi)介質接(jie)觸的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)應最后(hou)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(這是大直(zhi)徑厚壁焊(han)(han)(han)(han)管內焊(han)(han)(han)(han)在(zai)外(wai)焊(han)(han)(han)(han)之(zhi)后(hou)再進行的(de)原因所在(zai)),如不能實施(shi)則應調整焊(han)(han)(han)(han)接(jie)規范及焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)形狀,盡量(liang)避(bi)免與腐蝕(shi)介質接(jie)觸的(de)過(guo)熱區再次(ci)受到敏化(hua)加熱。
③. 焊后熱處理(li) 焊后進行固(gu)溶或穩定化(hua)處理(li),均(jun)能(neng)提高接頭的抗(kang)刀(dao)狀腐蝕能(neng)力(li)。
二、 應力腐蝕開裂
應(ying)力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(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼中(zhong),產生應力腐蝕開(kai)(kai)裂常見的鋼種,有(you)不(bu)含鈦、鈮的18-8型(xing)和17-12-Mo型(xing)鋼,其次是超低碳不(bu)銹鋼。由于介質不(bu)同(tong),應力開(kai)(kai)裂既可(ke)呈(cheng)晶(jing)(jing)間開(kai)(kai)裂形式,也(ye)可(ke)呈(cheng)穿晶(jing)(jing)開(kai)(kai)裂形式,或為(wei)穿晶(jing)(jing)和沿(yan)晶(jing)(jing)混(hun)合開(kai)(kai)裂形式。
不銹(xiu)鋼產生應力腐(fu)蝕開裂的影響因素很多,包括鋼材成分、組(zu)織(zhi)和狀態、介質(zhi)種類、溫度及(ji)濃(nong)度、應力的性質(zhi)、大(da)小以及(ji)結構特點等。
防(fang)止應力腐(fu)蝕開(kai)裂(lie)的(de)主要措施如下:
1. 正(zheng)確選擇材料(liao)及(ji)合理調整焊縫成分
根據介質特性選用對應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂(lie)敏(min)感性低的材料,應該是(shi)防止應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂(lie)的最根本(ben)措施(shi)。此(ci)類鋼有(you)高(gao)純鉻-鎳奧氏(shi)體不銹鋼、高(gao)硅(gui)鉻-鎳奧氏(shi)體鋼、鐵(tie)素(su)體-奧氏(shi)體鋼、高(gao)鉻鐵(tie)素(su)體鋼等。合(he)理(li)地調整焊(han)縫(feng)成分是(shi)提高(gao)接頭(tou)抗(kang)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕能力(li)(li)的重(zhong)要措施(shi)之一。一般認為,當焊(han)縫(feng)金屬為奧氏(shi)體-鐵(tie)素(su)體雙相組(zu)織時,具(ju)有(you)較好的抗(kang)應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕性能。
2. 消除或(huo)減小殘(can)余應(ying)力
拉伸應(ying)力的存在(zai)(zai)是產生應(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)的先決條件之一(yi)。可以(yi)認為,不銹(xiu)鋼部件中(zhong)若不存在(zai)(zai)拉應(ying)力,則可以(yi)完全避免(mian)應(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)。因此,消除或減少結構中(zhong)的殘(can)余應(ying)力,是防止應(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)的重要措施。
焊后進(jin)(jin)行消(xiao)除應(ying)力(li)熱處理是常用的工藝措施(shi)。例如(ru),對奧氏體不銹鋼一(yi)般進(jin)(jin)行900℃的消(xiao)除應(ying)力(li)退火熱處理。采用機械的方(fang)法也可以(yi)降低表面殘余應(ying)力(li)或造(zao)成壓應(ying)力(li)。如(ru)表面拋(pao)光、噴丸和錘擊。
3. 合理的(de)結構設計
結構(gou)中(zhong)應避免(mian)形成較(jiao)大(da)的應力(li)集中(zhong)或在(zai)制造(zao)中(zhong)避免(mian)產生較(jiao)大(da)的殘余應力(li)。在(zai)設備和容器(qi)中(zhong)與腐(fu)蝕介質的接觸面不(bu)能有縫隙(xi),盡可能采(cai)用對接接頭,結構(gou)設計中(zhong)注(zhu)意不(bu)產生熱(re)流集中(zhong)而引起的局(ju)部過熱(re)或腐(fu)蝕液滯留而局(ju)部濃縮等。
三、焊接熱裂紋
奧氏(shi)體不銹鋼焊接(jie)時,焊縫及熱影響區均可能出現熱裂紋。最常見(jian)的(de)是(shi)焊縫結晶裂紋,有時在熱影響區或多層(ceng)焊層(ceng)間金屬也可出現液化裂紋。
奧(ao)氏體鋼具有較(jiao)大的熱裂紋(wen)敏感(gan)性,主(zhu)要取決于(yu)鋼的化學成分、組織與性能(neng)的特點(dian)。
奧氏體鋼中合(he)金元(yuan)素(su)較多(duo),尤其(qi)是含有一定數量(liang)的鎳,它不僅(jin)提高(gao)了奧氏體的穩(wen)定性,而且還易和硫、磷等(deng)雜質形成低熔(rong)點(dian)(dian)化合(he)物或共晶,如Ni-S共晶熔(rong)點(dian)(dian)為(wei)645℃、Ni-P共晶為(wei)880℃,比Fe-S、Fe-P共晶的熔(rong)點(dian)(dian)更低,危害性也(ye)更大。其(qi)他(ta)一些元(yuan)素(su)如硼、硅等(deng)的偏析(xi),也(ye)將促使產(chan)生熱裂紋(wen)。
奧氏(shi)體鋼焊(han)縫易形(xing)(xing)成方向性強的(de)(de)粗大柱狀晶(jing)組織,有利于(yu)有害雜質和(he)元素的(de)(de)偏(pian)析,從而(er)促(cu)使形(xing)(xing)成連續的(de)(de)晶(jing)間液膜,提高了熱裂紋的(de)(de)敏感性。
從奧氏體不銹鋼的(de)物(wu)理(li)性(xing)能看,它具有導熱系數小、線膨脹系數大的(de)特點,因(yin)而在焊接不均勻加熱的(de)情況(kuang)下,極易形(xing)成較(jiao)大的(de)拉應力,促(cu)進了焊接熱裂紋的(de)產生(sheng)。
由以上(shang)分析可知,與結構鋼相比,奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼的焊接熱裂紋傾向較大,尤其(qi)是高鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼。
防(fang)止奧氏體不銹鋼焊(han)接熱裂紋的主要措(cuo)施如下(xia):
1. 嚴格控制有害雜質硫、磷(lin)的含量(liang),鋼中含鎳量(liang)越(yue)高,越(yue)應該嚴格控制。
2. 調整焊縫金屬的組(zu)織
奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼焊縫(feng)(feng)可(ke)以(yi)是單相(xiang)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),也(ye)可(ke)以(yi)是奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)為主(zhu)的(de)(de)(de)雙相(xiang)組織(zhi)。大(da)量實踐(jian)證明(ming),單相(xiang)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)的(de)(de)(de)焊縫(feng)(feng),對熱裂紋的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)性(xing)較大(da),而(er)雙相(xiang)組織(zhi)的(de)(de)(de)焊縫(feng)(feng),則(ze)具(ju)有良好的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)裂性(xing)能(neng),如表2-2中所列出的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)焊縫(feng)(feng)中δ-鐵素體(ti)的(de)(de)(de)影響。焊接(jie)18-8型不(bu)銹鋼時(shi),如果形成γ+5%δ的(de)(de)(de)雙相(xiang)組織(zhi),不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)提(ti)高抗(kang)(kang)晶(jing)間腐蝕(shi)能(neng)力,而(er)且又減小了熱裂敏(min)感(gan)性(xing)。焊縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)δ相(xiang),可(ke)以(yi)細(xi)化晶(jing)粒,消除(chu)單相(xiang)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)(de)方向性(xing),減少有害雜質(zhi)在晶(jing)界的(de)(de)(de)偏(pian)析,而(er)且δ相(xiang)能(neng)解較多的(de)(de)(de)硫、磷,并能(neng)降低界面能(neng),阻(zu)止(zhi)晶(jing)間液(ye)膜的(de)(de)(de)形成,從而(er)有利(li)于提(ti)高焊縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)熱裂紋能(neng)力。

3. 調整焊縫金屬合金成(cheng)分
當在焊縫(feng)(feng)中不允許有雙相(xiang)組織(zhi)時,如表2-2中“不希望有δ-鐵素(su)體(ti)的(de)理(li)由”所(suo)列出(chu)的(de)各(ge)項,就必須對焊縫(feng)(feng)金屬進行合理(li)的(de)合金化(hua)。如在單相(xiang)穩定奧(ao)氏體(ti)鋼中適(shi)當增加錳、碳(tan)、氮(dan)的(de)含量可(ke)以提高焊縫(feng)(feng)的(de)抗裂(lie)性(xing)能(neng)。此外(wai),加入少(shao)量的(de)鈰(shi)、鋯、鉭等微量元素(su),可(ke)以細化(hua)焊縫(feng)(feng)組織(zhi)、凈化(hua)晶界,也可(ke)減少(shao)焊縫(feng)(feng)的(de)熱裂(lie)紋敏(min)感(gan)性(xing)。
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(ti)鋼焊接(jie)接(jie)頭的脆化(hua)
奧氏(shi)體鋼用途頗廣(guang),可在耐熱、耐蝕、低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)等各種條件(jian)下(xia)(xia)使用。不同(tong)(tong)(tong)的(de)工作條件(jian),對(dui)(dui)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)性(xing)能要(yao)求(qiu)(qiu)也不同(tong)(tong)(tong)。耐蝕鋼通常是(shi)在室(shi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)或350℃以(yi)下(xia)(xia)工作,主要(yao)要(yao)求(qiu)(qiu)耐蝕性(xing),對(dui)(dui)機械性(xing)能無特(te)殊要(yao)求(qiu)(qiu)。用于高溫(wen)(wen)(wen)(wen)條件(jian)的(de)熱強(qiang)鋼,如是(shi)短時工作,則(ze)要(yao)求(qiu)(qiu)保證接(jie)頭(tou)(tou)與母材(cai)等強(qiang)度;而長期工作(10年以(yi)上)時,則(ze)保證焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)塑性(xing),防(fang)止高溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)化是(shi)關鍵。對(dui)(dui)于低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)工作的(de)奧氏(shi)體不銹鋼,則(ze)主要(yao)要(yao)求(qiu)(qiu)良好的(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)韌性(xing),防(fang)止焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)發生低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)斷(duan)。從不同(tong)(tong)(tong)的(de)工作條件(jian)下(xia)(xia)對(dui)(dui)接(jie)頭(tou)(tou)性(xing)能的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)來看,奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)低(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)化和高溫(wen)(wen)(wen)(wen)脆(cui)(cui)化是(shi)值(zhi)得(de)注意的(de)問題(ti)。
當(dang)18-8型(xing)(xing)鋼焊(han)(han)縫為雙相(xiang)(xiang)組(zu)織時,其拉伸強度、屈服強度與塑性(xing)(xing)略低(di)于(yu)母(mu)材,但韌(ren)性(xing)(xing)比母(mu)材低(di)得(de)多,因而難以保證(zheng)低(di)溫(wen)條件下對焊(han)(han)接接頭韌(ren)性(xing)(xing)的(de)要求。為了保證(zheng)18-8型(xing)(xing)鋼焊(han)(han)縫具有良好的(de)低(di)溫(wen)韌(ren)性(xing)(xing),應使(shi)焊(han)(han)縫為單相(xiang)(xiang)奧氏體組(zu)織。
奧氏體(ti)焊縫中(zhong)含(han)有較(jiao)多(duo)的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)化(hua)元素(su)(su)或有較(jiao)多(duo)的(de)(de)δ相時,高(gao)溫條(tiao)件下,由于(yu)δ→σ轉變,引起σ相脆化(hua),焊縫的(de)(de)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)均顯著下降(jiang)。因此,為了保證必(bi)要的(de)(de)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),焊縫中(zhong)的(de)(de)δ相應小于(yu)5%。
單(dan)相的奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)縫也可能出(chu)現(xian)σ相,這(zhe)與合金系統(tong)有關。如310S不銹鋼(gang)焊(han)縫中鉻與硅(gui)含量(liang)偏(pian)上(shang)限(xian)(xian),而碳、鎳(nie)含量(liang)偏(pian)下限(xian)(xian)時(shi),就容易沿晶界(jie)析出(chu)σ相,這(zhe)比晶內析出(chu)σ相,對焊(han)接接頭脆化影響更為嚴(yan)重。
為了避(bi)免出現(xian) σ脆性相(xiang),應盡量(liang)限制焊(han)(han)縫中的δ相(xiang)數量(liang),考慮焊(han)(han)縫的合(he)金(jin)化時(shi),適當減(jian)少鐵素體形成(cheng)元素;多(duo)層焊(han)(han)時(shi)采用較(jiao)小(xiao)的線能(neng)量(liang),以減(jian)小(xiao)熔池體積,提高冷卻速(su)度(du),縮短(duan)高溫(wen)(wen)停留時(shi)間(jian)。對(dui)于已經出現(xian)σ相(xiang)的焊(han)(han)縫,可將焊(han)(han)接接頭加熱至1050℃~1100℃,保溫(wen)(wen)1小(xiao)時(shi)后水(shui)冷,進行固溶(rong)處理(li),此(ci)時(shi)絕大(da)部分 σ 相(xiang)可重新溶(rong)入奧(ao)氏體中,性能(neng)即可恢復。
五(wu)、焊接變形較大(da)
因(yin)為奧氏體不銹(xiu)鋼導熱性能差,膨脹系數大,焊接(jie)變形較大,特(te)別是薄(bo)板。因(yin)此,焊接(jie)時應適當采取防(fang)形的措施(shi),如夾具等。

