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焊(han)接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕(shi)因素主要有以下幾點:
1. 熱(re)溫度和(he)時間(jian)的影響
18-8型不銹(xiu)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(tiao)件的影響
有人曾進行(xing)過(guo)這方面(mian)試驗,采用(yong)相(xiang)同成分(fen)的(de)(de)(de)18-8型不銹鋼(gang)鋼(gang)板,選用(yong)相(xiang)同的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參數施(shi)焊(han)(han),其中(zhong)一(yi)(yi)(yi)批(pi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試件先放(fang)(fang)在-70℃冷(leng)(leng)卻(que)后(hou),在預(yu)(yu)冷(leng)(leng)溫度下(xia)(xia)施(shi)焊(han)(han);另(ling)一(yi)(yi)(yi)批(pi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試件預(yu)(yu)先在450℃爐中(zhong)加熱(re),然(ran)后(hou)預(yu)(yu)熱(re)到450℃狀(zhuang)態下(xia)(xia)施(shi)焊(han)(han)。焊(han)(han)后(hou)將這兩批(pi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試件加工(gong)成相(xiang)同尺寸(cun)的(de)(de)(de)試樣放(fang)(fang)在70℃相(xiang)同的(de)(de)(de)腐蝕(shi)溶液中(zhong)分(fen)別保溫4h、6h、12h、24h。結果發現(xian)預(yu)(yu)先冷(leng)(leng)卻(que)至(zhi)-70℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試樣,即使保溫24h后(hou)也未發現(xian)任何腐蝕(shi)痕跡;而預(yu)(yu)熱(re)到450℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)試樣,保溫12h已喪失了(le)耐晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)能力(li)。這說明了(le)敏化溫度下(xia)(xia)的(de)(de)(de)停留(liu)時間(jian)(jian)對焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)有重(zhong)要的(de)(de)(de)影響。因(yin)此(ci),對耐晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)性(xing)能要求很高且尺寸(cun)不大的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)構件,預(yu)(yu)先冷(leng)(leng)卻(que)是一(yi)(yi)(yi)種可行(xing)的(de)(de)(de)提高焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)耐晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕(shi)能力(li)的(de)(de)(de)工(gong)藝措施(shi)。
3. 焊后(hou)熱處理參(can)數(shu)的影響
用含鈦的(de)18-8型(xing)不銹鋼板材(cai)焊(han)成幾(ji)組(zu)焊(han)接試(shi)件,用不同參數(shu)的(de)熱處理進行了對比試(shi)驗。
a. 焊(han)(han)后焊(han)(han)接試(shi)樣不進行熱處理。
b. 焊后將(jiang)焊接試樣放(fang)在(zai)爐內加(jia)熱,加(jia)熱到(dao)650℃,保溫2h,然后空冷(稱之敏化處理)。
c. 焊(han)后將焊(han)接(jie)試樣(yang)放在爐內加(jia)熱,加(jia)熱到880℃,保溫2h,然后空冷(稱之(zhi)為穩(wen)定化(hua)處理)。
d. 焊(han)后(hou)將焊(han)接試(shi)樣放在爐內(nei)加熱,加熱到1050℃,保溫30mm然后(hou)水冷(leng)(稱之固溶處理(li))。
將(jiang)上述這批焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)放在(zai)同一腐(fu)蝕(shi)介(jie)質中進行晶間腐(fu)蝕(shi)試(shi)(shi)驗。從試(shi)(shi)驗結果可(ke)以看出(chu):經敏化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)的(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)耐晶間腐(fu)蝕(shi)性能(neng)最差(cha);焊后沒有(you)進行熱處(chu)(chu)理(li)的(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)次之;穩定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)和固(gu)溶(rong)處(chu)(chu)理(li)的(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang)(yang),與沒有(you)熱處(chu)(chu)理(li)的(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)相比,耐晶間腐(fu)蝕(shi)能(neng)力不僅沒有(you)降低反而(er)提(ti)(ti)高了(le)(le)所以,為了(le)(le)提(ti)(ti)高焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐晶間腐(fu)蝕(shi)能(neng)力,在(zai)工藝上可(ke)采用這兩種熱處(chu)(chu)理(li)的(de)方法。
4. 成分和組織對晶間(jian)腐蝕的影響
焊縫(feng)(feng)金屬的(de)(de)晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕,除了上(shang)(shang)述因素(su)(su)影響之外,更(geng)主要(yao)地與其成分和(he)組織有(you)關。若18-8型不(bu)銹鋼焊縫(feng)(feng)為(wei)純奧氏體(ti)(ti)(ti)組織,則(ze)比(bi)較容易(yi)形(xing)成晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕。如果(guo)焊縫(feng)(feng)金屬中(zhong)滲入適(shi)當的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成元素(su)(su),就會使焊縫(feng)(feng)金屬形(xing)成奧氏體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)雙相組織。這時,在奧氏體(ti)(ti)(ti)晶(jing)內以及晶(jing)粒(li)(li)與晶(jing)粒(li)(li)之間(jian)(jian)有(you)一定數量的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti),它能(neng)分散(san)或(huo)隔斷所形(xing)成的(de)(de)鉻的(de)(de)碳(tan)化物,使奧氏體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)交界(jie)面上(shang)(shang)不(bu)會形(xing)成連續的(de)(de)網狀鉻的(de)(de)碳(tan)化物,從而可提高焊縫(feng)(feng)金屬耐晶(jing)間(jian)(jian)腐蝕的(de)(de)能(neng)力。這是在焊縫(feng)(feng)金屬中(zhong)加入鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成元素(su)(su)的(de)(de)又一種效(xiao)果(guo)。鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)形(xing)成元素(su)(su)除鉻外,還有(you)鉬、釩(fan)、鎢、鈦(tai)、鈮、硅等。
在18-8型不銹(xiu)鋼焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)中,滲入(ru)某些強烈(lie)形(xing)成碳化(hua)物(wu)(wu)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su),如鈦、鈮、鉭、鋯(gao)等,同(tong)樣也能(neng)提(ti)高焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)抗晶間腐蝕能(neng)力(li)。這是由(you)于(yu)這些合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)很容易與(yu)碳結(jie)合成很穩定(ding)的碳化(hua)物(wu)(wu),從(cong)而使(shi)鉻(ge)的碳化(hua)物(wu)(wu)大大減少(shao),在晶粒邊界(jie)就(jiu)不會出現貧鉻(ge)現象,使(shi)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)內部(bu)組織穩定(ding)。這些能(neng)生成碳化(hua)物(wu)(wu)的合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su),稱它們為穩定(ding)化(hua)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)。
按照貧鉻理論,最根本有效(xiao)的(de)方法是(shi)降低(di)焊縫金屬中(zhong)碳的(de)含量(liang),直到低(di)于它在(zai)奧氏體中(zhong)室溫附(fu)近的(de)溶解極限(xian),以(yi)徹底(di)避免碳化物的(de)析出。這樣就不會有貧鉻區帶(dai),從而(er)就達到了防止產生晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)目的(de)。采用(yong)超低(di)碳18-8型不銹鋼(gang)材質,配備超低(di)碳18-8型不銹鋼(gang)焊接材料,其焊縫金屬抗晶間(jian)腐蝕(shi)能力得(de)到提高。
除上述因(yin)素外,對(dui)(dui)18-8型不銹鋼焊接(jie)接(jie)頭抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)有(you)影響(xiang)(xiang)的(de)還有(you)加工硬化。對(dui)(dui)不含(han)有(you)穩定(ding)化元素的(de)18-8型不銹鋼焊接(jie)接(jie)頭,受過(guo)冷變形后,對(dui)(dui)不同腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)的(de)抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)均有(you)所提高(gao),但提高(gao)程度(du)是各(ge)不相(xiang)同的(de)。選擇(ze)不同的(de)焊接(jie)方(fang)法和焊接(jie)工藝,通(tong)過(guo)對(dui)(dui)其焊縫金屬成分、組織以及焊接(jie)熱(re)循環的(de)調整,可對(dui)(dui)焊接(jie)接(jie)頭抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)一定(ding)的(de)影響(xiang)(xiang)。