通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的作用是有限的,因為焊接是要經歷加熱、熔化、凝固、冷卻的過程,無論是焊縫還是熱影響區,必然有一部分區域經過敏化溫度。但選擇合理的焊接工藝,減輕焊接對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的影響還是有可能的。
奧氏體不(bu)銹鋼的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕,可能由于焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝制定的(de)(de)不(bu)合(he)適(shi)或(huo)焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)選擇的(de)(de)不(bu)合(he)理(焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)的(de)(de)選擇,已在第三章介紹了,這里不(bu)再介紹)而發生,就焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭來說,可能會(hui)產生焊(han)縫的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕、熱影響(xiang)區中溫敏化區(600~1000℃)的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕和熱影響(xiang)區過(guo)熱區的(de)(de)“刀蝕”。
1. 焊縫的晶間腐蝕(shi)
普通奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼在多層焊(han)時,后一(yi)道焊(han)縫(feng)熱(re)影響區正是(shi)前一(yi)道焊(han)縫(feng)的(de)焊(han)縫(feng)金屬。當(dang)此“熱(re)影響區”達到敏化(hua)溫度(du)(du)的(de)區域(yu),在晶(jing)(jing)界(jie)上容易析(xi)出(chu)(chu)鉻的(de)碳(tan)化(hua)物(wu),形成貧鉻的(de)晶(jing)(jing)粒邊界(jie),這個區域(yu)與腐(fu)蝕介質接(jie)(jie)(jie)觸時,則會(hui)產生晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕。防(fang)止焊(han)縫(feng)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕最(zui)直接(jie)(jie)(jie)有效的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)選擇耐晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料。目前最(zui)常用的(de)是(shi)超低碳(tan)、含鈮(或鈦)穩定化(hua)元素(su)和(he)(he)含有少量(liang)(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(一(yi)般(ban)要求鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)(liang)為4%~12%)的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料。根據母材(cai)(cai)和(he)(he)腐(fu)蝕環(huan)境的(de)不同,也可(ke)(ke)選擇同時滿足(zu)上述三種(zhong)要求的(de)材(cai)(cai)料(如E347L焊(han)條)。在焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝(yi)上,要求控(kong)制層間(jian)溫度(du)(du),一(yi)般(ban)低于(yu)150℃,采用小(xiao)線能量(liang)(liang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)和(he)(he)工藝(yi)措施可(ke)(ke)以(yi)減(jian)小(xiao)敏化(hua)溫度(du)(du)區域(yu),防(fang)止晶(jing)(jing)粒長大(da)和(he)(he)碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)析(xi)出(chu)(chu),以(yi)減(jian)小(xiao)焊(han)縫(feng)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向。
2. 熱影響區(qu)中溫敏化區(qu)的晶間腐(fu)蝕
無論是(shi)單道焊縫還(huan)是(shi)多道焊縫,熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)內的(de)敏化(hua)區(qu)總是(shi)存(cun)在(zai)的(de),這就存(cun)在(zai)著晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)可能。在(zai)焊接工藝(yi)上,選擇線能量較低的(de)焊接方(fang)法(fa),或(huo)盡可能降(jiang)低焊接規范,控制(zhi)層間(jian)(jian)溫(wen)度,加快(kuai)冷卻速度,使敏化(hua)溫(wen)度區(qu)間(jian)(jian)停留時間(jian)(jian)盡可能縮短,減(jian)小(xiao)熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)敏化(hua)區(qu)的(de)寬度,從而(er)減(jian)輕晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。防止熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)最好辦(ban)法(fa)是(shi)選用(yong)合適(shi)的(de)母材,如采(cai)用(yong)含(han)鈦、鈮的(de)穩定(ding)化(hua)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang),含(han)一定(ding)數量鐵(tie)素體(ti)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)及超低碳(tan)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)。
3. 刀蝕
前面已經介紹了“刀蝕(shi)”現象。要削除和降低用鈮和鈦穩定的奧氏體鋼焊接接頭的“刀蝕”危險,有時是很困難的。但在焊接接頭的設計上,可以盡可能不采用交叉焊縫;在焊接順序上,應盡可能使會產生“刀蝕”的一面不要接觸腐蝕介質;采用超低碳奧氏體不銹鋼母材是防止“刀蝕”最有效的辦法。
無論(lun)是(shi)焊(han)(han)縫晶間腐蝕(shi)、熱影(ying)響區的(de)(de)敏化區晶間腐蝕(shi)還是(shi)熱影(ying)響區的(de)(de)過熱區“刀蝕(shi)”,材(cai)料選擇是(shi)最(zui)關鍵、最(zui)有效的(de)(de),焊(han)(han)接工藝方法(fa)和措施的(de)(de)作(zuo)用是(shi)很(hen)有限的(de)(de)。如果工件較小、在(zai)工件材(cai)料及結構(gou)(gou)允許的(de)(de)情(qing)況下,可以進行焊(han)(han)后固熔處理(li)(即(ji)在(zai)1065~1120℃+水冷(leng)或急冷(leng)),也(ye)是(shi)有效防止晶間腐蝕(shi)的(de)(de)方法(fa)。但在(zai)實際(ji)生產(chan)中,由于工件大、結構(gou)(gou)復(fu)雜(za)和其他材(cai)料的(de)(de)原因而(er)無法(fa)實現固熔處理(li)。