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(gang)焊接經驗總結,認為影響奧氏體不銹鋼焊接接頭晶間(jian)腐蝕因素主要有以下幾點:
1. 熱溫度和時間的(de)影(ying)響(xiang)
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(you)人曾進(jin)行過這方(fang)面試驗,采用(yong)(yong)相(xiang)同(tong)成(cheng)分的(de)(de)(de)18-8型不銹(xiu)鋼鋼板(ban),選(xuan)用(yong)(yong)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)參數施(shi)焊(han)(han),其中(zhong)一(yi)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試件(jian)先(xian)放(fang)在-70℃冷卻后(hou),在預冷溫度下施(shi)焊(han)(han);另一(yi)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試件(jian)預先(xian)在450℃爐中(zhong)加熱,然(ran)后(hou)預熱到450℃狀(zhuang)態下施(shi)焊(han)(han)。焊(han)(han)后(hou)將這兩(liang)批焊(han)(han)接(jie)(jie)試件(jian)加工成(cheng)相(xiang)同(tong)尺寸的(de)(de)(de)試樣放(fang)在70℃相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)溶液(ye)中(zhong)分別保溫4h、6h、12h、24h。結果發(fa)(fa)現預先(xian)冷卻至-70℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣,即使保溫24h后(hou)也未發(fa)(fa)現任何腐蝕(shi)痕跡;而(er)預熱到450℃的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)試樣,保溫12h已喪失了耐晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)能(neng)力。這說明了敏化溫度下的(de)(de)(de)停留時間(jian)對焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性有(you)重要(yao)的(de)(de)(de)影響。因此,對耐晶間(jian)腐蝕(shi)性能(neng)要(yao)求(qiu)很高(gao)且尺寸不大的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件(jian),預先(xian)冷卻是一(yi)種可行的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭耐晶間(jian)腐蝕(shi)能(neng)力的(de)(de)(de)工藝(yi)措施(shi)。
3. 焊(han)后熱(re)處理(li)參數的影響
用(yong)含鈦的18-8型不銹鋼板材(cai)焊成幾(ji)組焊接試(shi)件,用(yong)不同參數的熱處(chu)理進行了對比試(shi)驗。
a. 焊(han)后焊(han)接(jie)試樣不進行熱處(chu)理。
b. 焊后將焊接試樣放在(zai)爐內(nei)加(jia)熱,加(jia)熱到650℃,保溫2h,然后空冷(稱之敏化處理)。
c. 焊后將焊接(jie)試(shi)樣放(fang)在爐內加熱,加熱到880℃,保溫2h,然后空冷(稱之為穩定化(hua)處理(li))。
d. 焊后將焊接試樣(yang)放在爐內(nei)加熱(re),加熱(re)到1050℃,保溫(wen)30mm然后水冷(leng)(稱之固溶處理)。
將上述這批焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)放在同一(yi)腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)中進行晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)驗。從試(shi)(shi)(shi)驗結果可以(yi)看出:經敏化處(chu)理(li)的(de)(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)耐(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)最差;焊后(hou)沒有進行熱(re)處(chu)理(li)的(de)(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)次之;穩(wen)定化處(chu)理(li)和固溶處(chu)理(li)的(de)(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang),與(yu)沒有熱(re)處(chu)理(li)的(de)(de)焊接(jie)(jie)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)相(xiang)比,耐(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力不(bu)僅(jin)沒有降低反(fan)而提高了所以(yi),為了提高焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)耐(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力,在工藝(yi)上可采用這兩種(zhong)熱(re)處(chu)理(li)的(de)(de)方法。
4. 成分和組(zu)織對(dui)晶間(jian)腐蝕的影(ying)響
焊縫(feng)金(jin)屬(shu)的晶間(jian)腐蝕(shi),除了上(shang)述因素(su)(su)影(ying)響(xiang)之(zhi)外,更主要地與其成(cheng)(cheng)分(fen)和組(zu)織有關(guan)。若18-8型(xing)不(bu)銹鋼焊縫(feng)為純奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織,則比較容易形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)晶間(jian)腐蝕(shi)。如果(guo)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)中滲入適當的鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su),就會使焊縫(feng)金(jin)屬(shu)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素(su)(su)體(ti)(ti)雙相組(zu)織。這(zhe)時,在奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)晶內以及晶粒(li)與晶粒(li)之(zhi)間(jian)有一定數(shu)量的鐵素(su)(su)體(ti)(ti),它能分(fen)散或隔斷(duan)所形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的鉻的碳化物,使奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的晶粒(li)交界面上(shang)不(bu)會形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)連續(xu)的網狀鉻的碳化物,從而可(ke)提(ti)高焊縫(feng)金(jin)屬(shu)耐晶間(jian)腐蝕(shi)的能力。這(zhe)是(shi)在焊縫(feng)金(jin)屬(shu)中加入鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)的又(you)一種效果(guo)。鐵素(su)(su)體(ti)(ti)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)(su)除鉻外,還有鉬、釩、鎢、鈦、鈮、硅等。
在(zai)18-8型不銹鋼焊縫金(jin)屬(shu)中,滲入某些(xie)強(qiang)烈形成(cheng)碳(tan)化(hua)物(wu)元(yuan)(yuan)素,如鈦(tai)、鈮、鉭(tan)、鋯等(deng),同樣也能提(ti)高焊縫金(jin)屬(shu)抗晶(jing)間腐蝕(shi)能力。這是(shi)由于這些(xie)合金(jin)元(yuan)(yuan)素很容易與碳(tan)結合成(cheng)很穩定的碳(tan)化(hua)物(wu),從而使(shi)鉻(ge)的碳(tan)化(hua)物(wu)大(da)(da)大(da)(da)減少(shao),在(zai)晶(jing)粒邊界就(jiu)不會出現(xian)貧(pin)鉻(ge)現(xian)象,使(shi)焊縫金(jin)屬(shu)內(nei)部組織穩定。這些(xie)能生成(cheng)碳(tan)化(hua)物(wu)的合金(jin)元(yuan)(yuan)素,稱它們為穩定化(hua)元(yuan)(yuan)素。
按照(zhao)貧鉻理論,最根(gen)本有效的方法是(shi)降(jiang)低焊縫金屬(shu)中碳(tan)(tan)的含量,直到(dao)低于它在奧氏(shi)體中室溫附近(jin)的溶解極限,以徹底避(bi)免碳(tan)(tan)化物的析出(chu)。這(zhe)樣就不會(hui)有貧鉻區帶,從(cong)而就達到(dao)了防止產(chan)生晶間腐(fu)蝕(shi)的目的。采用超低碳(tan)(tan)18-8型不銹(xiu)鋼材(cai)質,配(pei)備(bei)超低碳(tan)(tan)18-8型不銹(xiu)鋼焊接材(cai)料,其焊縫金屬(shu)抗晶間腐(fu)蝕(shi)能力得(de)到(dao)提(ti)高(gao)。
除(chu)上述因素外,對(dui)18-8型不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)晶間腐蝕(shi)有(you)(you)影響的(de)(de)還有(you)(you)加工硬化。對(dui)不含有(you)(you)穩定化元素的(de)(de)18-8型不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou),受過(guo)冷變形后,對(dui)不同腐蝕(shi)介質的(de)(de)抗(kang)晶間腐蝕(shi)性能均(jun)有(you)(you)所提高(gao),但提高(gao)程度是各不相同的(de)(de)。選(xuan)擇不同的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)方法和焊(han)接(jie)(jie)工藝,通過(guo)對(dui)其(qi)焊(han)縫金屬成(cheng)分(fen)、組織以(yi)及焊(han)接(jie)(jie)熱循環的(de)(de)調整,可對(dui)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)晶間腐蝕(shi)產(chan)生一(yi)定的(de)(de)影響。

