浙江至德鋼業有限公司技術人員通過多年時間操作不(bu)銹鋼焊接經驗總結,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. 熱溫度和(he)時間的影響(xiang)
18-8型不銹(xiu)鋼(gang)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(jie)條件的(de)影響
有(you)人曾進行過這方面(mian)試(shi)(shi)驗,采(cai)用相同成分的(de)(de)(de)(de)(de)18-8型不銹鋼鋼板(ban),選(xuan)用相同的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)參數施焊(han)(han),其(qi)中(zhong)一(yi)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)件先(xian)(xian)放在(zai)-70℃冷卻后,在(zai)預(yu)冷溫(wen)度下施焊(han)(han);另一(yi)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)件預(yu)先(xian)(xian)在(zai)450℃爐中(zhong)加(jia)熱(re),然后預(yu)熱(re)到450℃狀態下施焊(han)(han)。焊(han)(han)后將(jiang)這兩(liang)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)件加(jia)工成相同尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)樣放在(zai)70℃相同的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)溶液中(zhong)分別保溫(wen)4h、6h、12h、24h。結果(guo)發現預(yu)先(xian)(xian)冷卻至-70℃的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣,即使(shi)保溫(wen)24h后也未發現任(ren)何腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)痕跡;而(er)預(yu)熱(re)到450℃的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試(shi)(shi)樣,保溫(wen)12h已喪失了(le)耐(nai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力。這說明了(le)敏化(hua)溫(wen)度下的(de)(de)(de)(de)(de)停留時間對焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性有(you)重要的(de)(de)(de)(de)(de)影響。因(yin)此,對耐(nai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)要求很高且尺(chi)寸(cun)不大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件,預(yu)先(xian)(xian)冷卻是一(yi)種(zhong)可行的(de)(de)(de)(de)(de)提高焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)耐(nai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)措施。
3. 焊后熱處理(li)參數的影響
用(yong)含鈦的18-8型不(bu)銹鋼板材焊(han)成幾組焊(han)接(jie)試件(jian),用(yong)不(bu)同參數的熱(re)處理進行了對比試驗(yan)。
a. 焊(han)后焊(han)接試(shi)樣不(bu)進(jin)行熱處理。
b. 焊(han)后將焊(han)接(jie)試樣放(fang)在爐(lu)內加(jia)熱,加(jia)熱到650℃,保(bao)溫2h,然后空冷(稱之(zhi)敏化處理)。
c. 焊(han)后將(jiang)焊(han)接試樣放在爐內加熱,加熱到880℃,保溫2h,然(ran)后空冷(稱之為穩定化處(chu)理(li))。
d. 焊后將焊接試樣(yang)放在爐內加(jia)熱,加(jia)熱到1050℃,保溫30mm然后水冷(稱之(zhi)固溶處理)。
將上述這(zhe)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣(yang)放在同一腐蝕(shi)(shi)介質中進(jin)行(xing)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)試驗。從試驗結果可以看出:經敏化(hua)處理的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣(yang)耐(nai)(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)性能最(zui)差(cha);焊(han)(han)后沒有(you)進(jin)行(xing)熱(re)處理的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣(yang)次之;穩定(ding)化(hua)處理和固(gu)溶處理的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣(yang),與沒有(you)熱(re)處理的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣(yang)相(xiang)比(bi),耐(nai)(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)能力不僅沒有(you)降低反而提(ti)(ti)高了所以,為了提(ti)(ti)高焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐(nai)(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)能力,在工藝(yi)上可采用這(zhe)兩種熱(re)處理的(de)方法。
4. 成分和組織對(dui)晶間腐蝕的影響(xiang)
焊(han)縫金屬的(de)(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi),除了上述(shu)因素(su)影響(xiang)之(zhi)(zhi)外,更主要地與其成(cheng)(cheng)(cheng)分和組織(zhi)(zhi)有關。若18-8型不銹鋼焊(han)縫為純(chun)奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)(zhi),則(ze)比較容易形成(cheng)(cheng)(cheng)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。如果焊(han)縫金屬中滲入適(shi)當的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體形成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su),就(jiu)會(hui)使(shi)焊(han)縫金屬形成(cheng)(cheng)(cheng)奧(ao)氏(shi)體-鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體雙相組織(zhi)(zhi)。這時,在奧(ao)氏(shi)體晶(jing)內以及晶(jing)粒與晶(jing)粒之(zhi)(zhi)間有一(yi)(yi)定(ding)數量的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體,它能分散(san)或隔斷所形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)鉻的(de)(de)(de)碳化物(wu),使(shi)奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)(de)晶(jing)粒交界(jie)面(mian)上不會(hui)形成(cheng)(cheng)(cheng)連續的(de)(de)(de)網狀鉻的(de)(de)(de)碳化物(wu),從而(er)可提高焊(han)縫金屬耐晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)能力(li)。這是在焊(han)縫金屬中加入鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體形成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)又一(yi)(yi)種效果。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體形成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)除鉻外,還有鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅等。
在(zai)18-8型不銹鋼焊縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中,滲入(ru)某些強烈形成碳(tan)化物(wu)元素,如鈦、鈮、鉭、鋯等,同(tong)樣(yang)也(ye)能提(ti)高焊縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)抗晶(jing)間腐蝕能力(li)。這(zhe)是由于這(zhe)些合金(jin)(jin)元素很容易與碳(tan)結合成很穩定的(de)碳(tan)化物(wu),從(cong)而使鉻(ge)的(de)碳(tan)化物(wu)大大減少,在(zai)晶(jing)粒(li)邊界就(jiu)不會出(chu)現貧鉻(ge)現象(xiang),使焊縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)內部(bu)組織穩定。這(zhe)些能生成碳(tan)化物(wu)的(de)合金(jin)(jin)元素,稱它(ta)們為穩定化元素。
按照貧(pin)鉻(ge)(ge)理論,最根本有(you)(you)效的方法是降低(di)(di)焊(han)縫金(jin)屬(shu)中(zhong)碳(tan)(tan)的含量(liang),直(zhi)到低(di)(di)于(yu)它在奧氏體中(zhong)室(shi)溫附(fu)近(jin)的溶解(jie)極(ji)限,以徹底避免碳(tan)(tan)化物(wu)的析(xi)出。這樣就(jiu)不(bu)會(hui)有(you)(you)貧(pin)鉻(ge)(ge)區帶(dai),從而就(jiu)達到了(le)防止產生晶間(jian)腐蝕(shi)的目的。采用超(chao)低(di)(di)碳(tan)(tan)18-8型不(bu)銹鋼材(cai)質,配備超(chao)低(di)(di)碳(tan)(tan)18-8型不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)材(cai)料(liao),其焊(han)縫金(jin)屬(shu)抗(kang)晶間(jian)腐蝕(shi)能力(li)得到提(ti)高(gao)。
除(chu)上述因(yin)素(su)外,對(dui)(dui)18-8型不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)有(you)(you)影(ying)響的還有(you)(you)加工硬化。對(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)含有(you)(you)穩定化元素(su)的18-8型不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭,受(shou)過冷(leng)變形后,對(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)同腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)的抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)性能均有(you)(you)所提高(gao),但提高(gao)程度是各不(bu)(bu)(bu)相同的。選(xuan)擇不(bu)(bu)(bu)同的焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法和焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝,通過對(dui)(dui)其焊(han)縫金屬成分、組(zu)織(zhi)以及焊(han)接(jie)(jie)(jie)熱(re)循環的調整,可對(dui)(dui)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭抗(kang)晶間腐(fu)蝕(shi)產生(sheng)一(yi)定的影(ying)響。

