浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不銹鋼(gang)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. 熱溫度(du)和時間的(de)影響


  18-8型不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. 焊接條件的影響 


   有人(ren)曾(ceng)進(jin)行(xing)過這方面試(shi)驗,采用相(xiang)(xiang)同成分(fen)的(de)(de)18-8型不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)板,選用相(xiang)(xiang)同的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)參數施焊,其中(zhong)一批焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)件(jian)(jian)(jian)先(xian)放在-70℃冷(leng)(leng)卻后(hou),在預(yu)冷(leng)(leng)溫(wen)(wen)度下(xia)(xia)(xia)施焊;另(ling)一批焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)件(jian)(jian)(jian)預(yu)先(xian)在450℃爐中(zhong)加熱(re),然后(hou)預(yu)熱(re)到450℃狀態下(xia)(xia)(xia)施焊。焊后(hou)將這兩批焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)件(jian)(jian)(jian)加工(gong)成相(xiang)(xiang)同尺寸的(de)(de)試(shi)樣(yang)放在70℃相(xiang)(xiang)同的(de)(de)腐蝕(shi)溶液中(zhong)分(fen)別保(bao)溫(wen)(wen)4h、6h、12h、24h。結果發現預(yu)先(xian)冷(leng)(leng)卻至-70℃的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang),即(ji)使保(bao)溫(wen)(wen)24h后(hou)也(ye)未發現任何腐蝕(shi)痕跡;而預(yu)熱(re)到450℃的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)樣(yang),保(bao)溫(wen)(wen)12h已喪失了(le)耐(nai)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)能力。這說(shuo)明了(le)敏化(hua)溫(wen)(wen)度下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)停留時間(jian)(jian)對焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性有重要(yao)的(de)(de)影(ying)響。因此(ci),對耐(nai)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)性能要(yao)求很(hen)高(gao)(gao)且尺寸不(bu)大(da)的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)件(jian)(jian)(jian),預(yu)先(xian)冷(leng)(leng)卻是(shi)一種可(ke)行(xing)的(de)(de)提高(gao)(gao)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭耐(nai)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)能力的(de)(de)工(gong)藝措施。


3. 焊(han)后熱處理參數的影(ying)響 


  用(yong)含鈦的(de)18-8型不銹鋼(gang)板(ban)材焊成(cheng)幾組焊接試件,用(yong)不同參數的(de)熱(re)處(chu)理進行了對(dui)比(bi)試驗。


    a. 焊后焊接試樣不進(jin)行熱處理(li)。


    b. 焊后將焊接試樣(yang)放在爐內加熱,加熱到650℃,保溫2h,然后空(kong)冷(leng)(稱之敏化處理)。


    c. 焊(han)后將(jiang)焊(han)接試(shi)樣放在爐內加熱,加熱到880℃,保溫2h,然后空(kong)冷(稱之為穩定化處(chu)理(li))。


    d. 焊后(hou)將焊接試樣放在(zai)爐內加熱,加熱到1050℃,保溫30mm然后(hou)水冷(稱之固(gu)溶處(chu)理)。


  將上述(shu)這批焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)樣放(fang)在同(tong)一腐蝕介(jie)質中進(jin)行晶間腐蝕試(shi)(shi)驗。從試(shi)(shi)驗結(jie)果可以看(kan)出:經(jing)敏化處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)樣耐晶間腐蝕性能(neng)最差;焊(han)(han)后沒有進(jin)行熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)樣次之;穩定化處(chu)(chu)理和固(gu)溶處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)樣,與沒有熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)試(shi)(shi)樣相(xiang)比,耐晶間腐蝕能(neng)力不僅沒有降低反而提(ti)高了(le)所以,為了(le)提(ti)高焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭耐晶間腐蝕能(neng)力,在工藝上可采(cai)用這兩種熱(re)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)方法(fa)。


4. 成(cheng)分和組(zu)織(zhi)對晶間腐蝕的影響


  焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)晶間腐(fu)蝕(shi),除了上述因素(su)(su)影響之外,更主要地與(yu)其成(cheng)分和(he)組織(zhi)有關。若18-8型不(bu)銹鋼焊(han)(han)縫(feng)為純奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),則比較(jiao)容易形(xing)(xing)(xing)成(cheng)晶間腐(fu)蝕(shi)。如果焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中滲(shen)入適當的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)元素(su)(su),就(jiu)會(hui)使(shi)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素(su)(su)體(ti)(ti)雙相組織(zhi)。這(zhe)時,在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶內以及晶粒與(yu)晶粒之間有一定數量的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)(ti),它(ta)能分散或隔斷所(suo)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)鉻(ge)的(de)(de)碳化物,使(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)晶粒交(jiao)界面上不(bu)會(hui)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)連續(xu)的(de)(de)網狀(zhuang)鉻(ge)的(de)(de)碳化物,從(cong)而可提高(gao)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)耐晶間腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)能力。這(zhe)是在焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)中加入鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)元素(su)(su)的(de)(de)又一種效果。鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)元素(su)(su)除鉻(ge)外,還(huan)有鉬(mu)、釩(fan)、鎢、鈦(tai)、鈮、硅等。


  在(zai)18-8型(xing)不銹鋼焊縫金(jin)屬中,滲入某(mou)些強烈形成(cheng)碳(tan)化物元素(su),如鈦(tai)、鈮、鉭(tan)、鋯等(deng),同(tong)樣也能提高焊縫金(jin)屬抗晶間(jian)腐(fu)蝕能力。這是由(you)于(yu)這些合(he)金(jin)元素(su)很容易與碳(tan)結合(he)成(cheng)很穩(wen)定(ding)的碳(tan)化物,從而(er)使(shi)鉻的碳(tan)化物大(da)大(da)減少,在(zai)晶粒邊界(jie)就不會出現(xian)貧鉻現(xian)象,使(shi)焊縫金(jin)屬內部組織穩(wen)定(ding)。這些能生成(cheng)碳(tan)化物的合(he)金(jin)元素(su),稱(cheng)它(ta)們為(wei)穩(wen)定(ding)化元素(su)。


  按照(zhao)貧鉻理論,最(zui)根本有效(xiao)的方法是降低焊縫(feng)金屬中碳(tan)的含(han)量(liang),直到低于它在奧氏體中室(shi)溫附近(jin)的溶解極限,以徹底避免碳(tan)化(hua)物(wu)的析(xi)出。這樣就不會(hui)有貧鉻區帶(dai),從而就達到了防止(zhi)產生晶(jing)間(jian)腐蝕的目的。采用(yong)超(chao)低碳(tan)18-8型不銹鋼材質,配(pei)備超(chao)低碳(tan)18-8型不銹鋼焊接材料,其(qi)焊縫(feng)金屬抗晶(jing)間(jian)腐蝕能力得到提高(gao)。


  除上述因素外(wai),對18-8型(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭抗(kang)(kang)(kang)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)有(you)影響(xiang)的(de)(de)(de)還有(you)加工硬化(hua)。對不(bu)(bu)(bu)含有(you)穩定(ding)化(hua)元素的(de)(de)(de)18-8型(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭,受過冷變形后,對不(bu)(bu)(bu)同腐(fu)蝕(shi)介質的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)性能均有(you)所提(ti)(ti)高,但提(ti)(ti)高程度是各不(bu)(bu)(bu)相同的(de)(de)(de)。選擇不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方法和焊(han)(han)接(jie)工藝,通過對其焊(han)(han)縫金屬成分、組織以及焊(han)(han)接(jie)熱循環(huan)的(de)(de)(de)調整,可對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭抗(kang)(kang)(kang)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)產生一定(ding)的(de)(de)(de)影響(xiang)。