奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接時，焊縫及熱影響區均可能出現熱裂紋。最常見的是焊縫結晶裂紋，有時在熱影響區或多層焊層間金屬也可出現液化裂紋。奧氏(shi)體鋼具有較大的(de)熱裂紋敏感性(xing)(xing)，主要取決(jue)于鋼的(de)化學成分、組織與性(xing)(xing)能的(de)特點(dian)。


  奧氏體不銹鋼中合金元素較多，尤其是含有一定數量的鎳，它不僅提高了奧氏體的穩定性，而且還易和硫、磷等雜質形成低熔點化合物或共晶，如Ni-S共晶熔點為645℃、Ni-P共晶熔點為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶熔點更低，危害性也更大。其他一些元素如硼、硅等的偏析，也將促使產生熱裂紋。


  奧氏體不銹鋼焊縫易形成方向性強的粗大柱狀晶組織，有利于有害雜質和元素的偏析，從而促使形成連續的晶間液膜，提高了熱裂紋的敏感性。


  從奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)物理性(xing)能(neng)看，它具有熱(re)導率小、線膨脹系(xi)數大(da)的(de)特點(dian)，因而在(zai)焊(han)接(jie)不(bu)均勻加(jia)熱(re)的(de)情況下，極易形成(cheng)較大(da)的(de)拉應力，促進了焊(han)接(jie)熱(re)裂紋的(de)產生。


  由以(yi)上(shang)分析可(ke)知，與結構鋼(gang)相(xiang)比，奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)的焊接熱裂紋傾向(xiang)較大，尤其是高鎳奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)。


防止奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊接熱裂紋的主要(yao)措(cuo)施如(ru)下：


  ①. 嚴格控(kong)制有害雜質硫、磷的含量，鋼中含鎳量越(yue)高(gao)，越(yue)應(ying)該(gai)嚴格控(kong)制。


  ②. 調(diao)整(zheng)焊(han)縫(feng)金屬的組(zu)織


   奧氏體不銹鋼焊縫可以是單相的奧氏體組織，也可以是奧氏體為主的雙相組織。大量實踐證明，單相奧氏體組織的焊縫，對熱裂紋的敏感性較大，而雙相組織的焊縫，則具有良好的抗裂性能，如表6-2中所列出的奧氏體焊縫中鐵素體的影響。焊接18-8型不銹鋼時，如果形成Y+5%δ的雙相組織，不僅可以提高抗晶間腐蝕能力，而且又減小了熱裂敏感性。焊縫中的δ相，可以細化晶粒，消除單相奧氏體的方向性，減少有害雜質在晶界的偏析，而且δ相能溶解較多的硫、磷，并能降低界面能，阻止晶間液膜的形成，從而有利于提高焊縫的抗熱裂紋能力。


  表6-2 奧氏體焊縫中δ-鐵素體的影響


表 2.jpg



 ③. 調整焊縫金屬合(he)金成分


  當在焊(han)縫(feng)中(zhong)不允許有(you)雙相(xiang)組織時(shi)，如表6-3中(zhong)“不希望有(you)δ-鐵素(su)體的(de)理由”所列出的(de)各項，就必(bi)須對焊(han)縫(feng)金屬進行(xing)合理的(de)合金化。如在單相(xiang)穩定奧氏體鋼中(zhong)適當增加Mn、C、N的(de)含(han)量(liang)可以(yi)(yi)提高焊(han)縫(feng)的(de)抗裂性能。此外，加入少(shao)量(liang)的(de)鈰、鋯、鉭等微量(liang)元素(su)，可以(yi)(yi)細(xi)化焊(han)縫(feng)組織、凈化晶界(jie)，也(ye)可減(jian)少(shao)焊(han)縫(feng)的(de)熱(re)裂紋敏感性。



 ④. 工藝措施


  在焊接奧氏體(ti)不銹鋼時，應盡量(liang)減(jian)小熔池過熱，以防止形(xing)成粗大的柱狀晶(jing)。奧氏體(ti)不銹鋼焊接宜(yi)采用小線能量(liang)及(ji)小截面的焊道(dao)。


 至(zhi)于液(ye)化(hua)裂紋，它主要出現于25-20型的(de)(de)(de)奧氏體不銹鋼的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭中(zhong)。為了(le)防止(zhi)產生液(ye)化(hua)裂紋，除了(le)嚴(yan)格(ge)限制(zhi)母(mu)(mu)材(cai)(cai)中(zhong)的(de)(de)(de)雜質含量以及控制(zhi)母(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)晶粒(li)(li)度以外，在工藝(yi)上應(ying)采用(yong)高能(neng)量密度的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)方法、小線能(neng)量和(he)提高接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)冷卻速度等措施，以減(jian)小母(mu)(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)過熱和(he)避免(mian)近縫區晶粒(li)(li)的(de)(de)(de)粗化(hua)。