浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹(xiu)鋼焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱溫(wen)度和時(shi)間的(de)影響
18-8型不(bu)銹鋼或其焊縫金屬在溫度為450~850時間越長,晶間腐蝕越嚴重,通常把450~850℃的溫度區間稱之為敏化溫度(又稱危險溫度區)當18-8型不銹鋼材及其焊接接頭,熱影響區最高溫度低于600℃或高于1000℃時,通常不會產生晶間腐蝕敏化現象。
2. 焊接條件的(de)影響
有(you)人曾進(jin)行(xing)過這(zhe)方(fang)面(mian)試(shi)驗,采(cai)用相(xiang)(xiang)同(tong)成分(fen)的(de)(de)(de)18-8型(xing)不銹鋼鋼板,選用相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數(shu)施(shi)焊(han)(han)(han),其中一批(pi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)件(jian)(jian)先(xian)放在(zai)(zai)-70℃冷卻(que)后,在(zai)(zai)預(yu)冷溫度(du)下施(shi)焊(han)(han)(han);另一批(pi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)件(jian)(jian)預(yu)先(xian)在(zai)(zai)450℃爐中加(jia)(jia)熱(re),然后預(yu)熱(re)到(dao)450℃狀態下施(shi)焊(han)(han)(han)。焊(han)(han)(han)后將這(zhe)兩批(pi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)件(jian)(jian)加(jia)(jia)工成相(xiang)(xiang)同(tong)尺寸的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)放在(zai)(zai)70℃相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕溶液中分(fen)別保溫4h、6h、12h、24h。結果(guo)發現(xian)預(yu)先(xian)冷卻(que)至(zhi)-70℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang),即使(shi)保溫24h后也未發現(xian)任何腐(fu)(fu)蝕痕跡;而(er)預(yu)熱(re)到(dao)450℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang),保溫12h已喪失了耐(nai)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)能力(li)。這(zhe)說明了敏化溫度(du)下的(de)(de)(de)停留時間(jian)(jian)對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性有(you)重要(yao)的(de)(de)(de)影響。因此,對耐(nai)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕性能要(yao)求(qiu)很高且(qie)尺寸不大的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)構件(jian)(jian),預(yu)先(xian)冷卻(que)是一種(zhong)可行(xing)的(de)(de)(de)提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)耐(nai)晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕能力(li)的(de)(de)(de)工藝(yi)措施(shi)。
3. 焊后熱處理(li)參數的影響
用含鈦的(de)18-8型不(bu)銹鋼板材焊(han)成幾組焊(han)接試(shi)件,用不(bu)同參數的(de)熱處(chu)理進(jin)行了對比試(shi)驗。
a. 焊后焊接(jie)試樣不進(jin)行熱處(chu)理。
b. 焊后(hou)將焊接試(shi)樣放在爐(lu)內加熱,加熱到650℃,保(bao)溫2h,然后(hou)空(kong)冷(稱之敏化(hua)處(chu)理)。
c. 焊后(hou)將焊接(jie)試樣放在爐(lu)內(nei)加熱(re)(re),加熱(re)(re)到880℃,保溫2h,然(ran)后(hou)空冷(leng)(稱之(zhi)為(wei)穩(wen)定化(hua)處理)。
d. 焊(han)后(hou)將焊(han)接(jie)試(shi)樣放在爐內加熱(re),加熱(re)到(dao)1050℃,保溫(wen)30mm然后(hou)水(shui)冷(稱之(zhi)固溶處理)。
將上述這批(pi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)試樣放在(zai)同一腐(fu)蝕介質中(zhong)進(jin)行晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕試驗。從試驗結果可以看出(chu):經敏化(hua)處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)試樣耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕性能最差;焊(han)(han)(han)后沒有(you)進(jin)行熱處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)試樣次之;穩定化(hua)處理(li)和固溶處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)試樣,與(yu)沒有(you)熱處理(li)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)試樣相比(bi),耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕能力(li)不僅沒有(you)降低(di)反而提高了(le)所以,為(wei)了(le)提高焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕能力(li),在(zai)工藝上可采用(yong)這兩種熱處理(li)的(de)方法。
4. 成分和(he)組(zu)織(zhi)對晶間腐蝕的影響
焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐蝕,除了上述因素(su)(su)(su)影(ying)響之外(wai),更主要地(di)與其成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)和組織(zhi)有(you)(you)關。若18-8型不(bu)銹(xiu)鋼焊縫(feng)為純奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi),則比較容易(yi)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)晶(jing)間(jian)腐蝕。如果焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中滲入適當的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su),就會(hui)使焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)組織(zhi)。這(zhe)時,在(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)晶(jing)內以及晶(jing)粒與晶(jing)粒之間(jian)有(you)(you)一(yi)(yi)定數(shu)量的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti),它能(neng)分(fen)散或(huo)隔斷所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)鉻的(de)(de)碳(tan)化(hua)物,使奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)晶(jing)粒交(jiao)界面(mian)上不(bu)會(hui)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)連續的(de)(de)網(wang)狀(zhuang)鉻的(de)(de)碳(tan)化(hua)物,從而可提高焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)耐晶(jing)間(jian)腐蝕的(de)(de)能(neng)力。這(zhe)是在(zai)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中加(jia)入鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)的(de)(de)又一(yi)(yi)種效果。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)(su)除鉻外(wai),還有(you)(you)鉬、釩、鎢、鈦、鈮(ni)、硅(gui)等(deng)。
在(zai)18-8型不銹鋼焊(han)縫(feng)金屬中,滲入(ru)某些強烈形成碳(tan)化(hua)物元素(su),如鈦(tai)、鈮、鉭(tan)、鋯等(deng),同樣也能提高焊(han)縫(feng)金屬抗晶(jing)間腐蝕能力(li)。這(zhe)是由于(yu)這(zhe)些合(he)金元素(su)很容易與碳(tan)結合(he)成很穩定(ding)的碳(tan)化(hua)物,從而使(shi)鉻的碳(tan)化(hua)物大(da)大(da)減少,在(zai)晶(jing)粒邊界就不會出(chu)現貧鉻現象,使(shi)焊(han)縫(feng)金屬內部組織穩定(ding)。這(zhe)些能生成碳(tan)化(hua)物的合(he)金元素(su),稱它們為穩定(ding)化(hua)元素(su)。
按(an)照(zhao)貧(pin)鉻理(li)論,最根本有(you)效的(de)(de)方法(fa)是降(jiang)低(di)焊(han)縫金(jin)屬中碳的(de)(de)含量(liang),直到低(di)于它在奧氏體中室溫附近(jin)的(de)(de)溶解極限,以(yi)徹底避免碳化物的(de)(de)析出。這樣就不(bu)(bu)會有(you)貧(pin)鉻區帶,從(cong)而(er)就達到了防(fang)止產生晶間腐(fu)蝕的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。采用超(chao)低(di)碳18-8型不(bu)(bu)銹鋼材質,配備超(chao)低(di)碳18-8型不(bu)(bu)銹鋼焊(han)接材料,其焊(han)縫金(jin)屬抗晶間腐(fu)蝕能力得到提高(gao)。
除上述(shu)因素外,對18-8型不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭抗晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)有影響的(de)還有加(jia)工硬化。對不(bu)含有穩定化元素的(de)18-8型不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭,受(shou)過冷變形(xing)后,對不(bu)同(tong)腐蝕(shi)介質的(de)抗晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)性能均有所提(ti)高,但提(ti)高程(cheng)度是各不(bu)相同(tong)的(de)。選擇不(bu)同(tong)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)法和焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工藝,通過對其焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬成分、組織(zhi)以及焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熱循環的(de)調整,可對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭抗晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)產生(sheng)一定的(de)影響。

