奧氏體不銹鋼具有很好的可加工性、焊接性、機械性能(強度、韌性及延伸性)及很好的耐蝕性能。奧氏體不銹鋼還具有一些特殊性能(與碳鋼比),如熔點低、電阻率高、導熱性低、膨脹系數大等。
一、奧氏體不銹鋼在高(gao)溫(wen)與低溫(wen)環(huan)境中的機械性能
奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)因為其具有較高(gao)的(de)抗腐(fu)蝕(shi)性,而被(bei)廣泛(fan)應用(yong)于腐(fu)蝕(shi)環境中。同時,奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)在高(gao)溫(wen)或(huo)低溫(wen)環境下,也(ye)具有很優異的(de)機械性能,因而在工業(ye)生產中得到十分廣泛(fan)的(de)應用(yong)。
奧氏體不銹鋼在低溫的應用,與鐵素體不同,沒有拉伸-斷裂過渡區。奧氏體不銹鋼在低溫環境下維持著很高的韌性,如:0Cr19Ni9(304不銹鋼),00Cr19Ni9(304L不銹鋼)、OCr17Ni12Mo2(316不銹鋼)、00Cr17Ni14Mo2(316L不銹鋼)和0Cr18Ni11Nb(347不(bu)銹鋼)等都被廣泛地用于液化氣的儲存與運輸。
在溫度高(gao)達600℃時,奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)也(ye)有(you)(you)很好的蠕變(bian)強(qiang)度。如果在不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)加(jia)入(ru)釩、鈮或鈦,在高(gao)于600℃的環境下也(ye)具有(you)(you)很好的蠕變(bian)強(qiang)度;在奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)加(jia)入(ru)鈮和鈦,雖然可(ke)提高(gao)其高(gao)溫蠕變(bian)強(qiang)度,但其低(di)(di)溫韌(ren)性也(ye)跟(gen)著降(jiang)低(di)(di)了。因為(wei)在高(gao)溫時不(bu)銹鋼(gang)表(biao)面結(jie)成一(yi)層致密的氧化膜,所以其在高(gao)溫時耐氧化性很好。
二、合金成分和顯微結構
在可(ke)焊(han)不銹鋼中最重要的顯微結構(gou)是鐵素(su)(su)體(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti),盡(jin)管鉻與鎳是最主要的合(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su),但其他(ta)合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)分對(dui)不銹鋼組(zu)織性(xing)能也有很(hen)大影響(xiang)。所以,鉻、鎳及其他(ta)合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)分對(dui)顯微組(zu)織結構(gou)的影響(xiang)也應同(tong)時考慮。鉬、鈷和鈦(tai)促進(jin)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)骨架中δ-鐵素(su)(su)體(ti)的形成(cheng),這些(xie)合(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)稱(cheng)(cheng)為(wei)鐵素(su)(su)體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su);另(ling)一(yi)方面(mian),銅、錳、碳、氮和鎳能促進(jin)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形成(cheng),這些(xie)合(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)被稱(cheng)(cheng)為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素(su)(su)。
三(san)、奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性
奧氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼是靠其表面的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)隔斷(duan)鋼材與(yu)環境(jing)的(de)(de)(de)(de)聯系而達到防腐(fu)(fu)蝕目的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo),厚度為20A~30A,成(cheng)分為Cr2O3,極其致密,與(yu)一般的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學品不(bu)(bu)(bu)(bu)反應,氧(yang)(yang)或其他腐(fu)(fu)蝕物(wu)質(zhi)無法通過(guo)這(zhe)層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)去腐(fu)(fu)蝕內層(ceng)金屬。如果這(zhe)層(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)被破壞,在有氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)環境(jing)下立即會生(sheng)成(cheng)新的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo);另一方面,不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼不(bu)(bu)(bu)(bu)耐(nai)應力腐(fu)(fu)蝕,其原因是在裂紋處(chu)有氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)富集(ji)效應,引起應力腐(fu)(fu)蝕。
(1) σ相
σ 相(xiang)是一種金(jin)屬間(jian)化合物,在不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中存(cun)在時(shi),會嚴重降低(di)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)延伸性和韌性,同時(shi)使不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)耐應(ying)力腐(fu)蝕和其(qi)(qi)他形式(shi)的(de)(de)腐(fu)蝕。σ相(xiang)的(de)(de)存(cun)在是造成(cheng)(cheng)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)縫延伸率低(di)的(de)(de)原因所(suo)在,所(suo)以(yi),當焊(han)縫從(cong)982℃冷(leng)卻(que)到537℃時(shi),應(ying)快速冷(leng)卻(que)以(yi)防止大量(liang)σ相(xiang)的(de)(de)生成(cheng)(cheng)。快速冷(leng)卻(que)時(shi),可能還會形成(cheng)(cheng)少(shao)量(liang)σ相(xiang),但(dan)因其(qi)(qi)數量(liang)少(shao)而不(bu)(bu)(bu)會對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)性能產(chan)生影(ying)響。新超級奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于加入了氮,可阻(zu)止σ相(xiang)的(de)(de)形成(cheng)(cheng),因而可加工成(cheng)(cheng)厚板。
(2)氧化(hua)鈍(dun)化(hua)膜與活性(xing)環境
不銹鋼(gang)表面在自然環境(jing)中(zhong)(zhong)是鈍化(hua)的(de)(de)(de),當把不銹鋼(gang)表面的(de)(de)(de)氧化(hua)膜擦去,不銹鋼(gang)就(jiu)暴露于活性環境(jing)中(zhong)(zhong),當氯離子的(de)(de)(de)濃(nong)度較高時(如在海水中(zhong)(zhong)),不銹鋼(gang)就(jiu)會產生(sheng)腐蝕。
a. 對化學品的抗腐蝕(shi)性能 不銹鋼對各種濃度和溫度的硝酸的的抗(kang)蝕性能較好,304不銹鋼廣泛(fan)應(ying)用于硝酸工業,但不銹鋼不耐硫(liu)酸腐(fu)蝕。
b. 海水(shui)對不銹鋼的作用 0Cr19Ni9(304)不銹鋼在淡水中使用具有很滿意的防腐蝕性能。0Cr17Ni12Mo2(316)不銹鋼可用于處理海水,使用效果還滿意。但0Cr17Ni12Mo2(316)在海水中的使用條件不同會有不同的結果,如海水冷卻冷凝器,若采用0Cr17Ni12Mo2(316)不銹鋼不耐靜止或慢流速(<1.5m/s)海水的腐蝕,即使是流動海水,流速要大于1.5m/s,并需要定期清理污垢。
c. 不銹鋼抵抗各種腐蝕的(de)能(neng)力 一(yi)般來(lai)說,含鉻越高,不銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)越強。不銹(xiu)鋼(gang)可以抗均勻腐(fu)蝕(shi)、磨損腐(fu)蝕(shi)及堿性(xing)(xing)腐(fu)蝕(shi);但(dan)是,在一(yi)定條件下(xia),不銹(xiu)鋼(gang)不耐(nai)局部腐(fu)蝕(shi)。
(3) 電化學腐蝕
當不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與異種金屬接(jie)觸時,就要考(kao)慮電化學腐蝕。但是,如果不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是正極(ji),則不(bu)會產生電流腐蝕。因此,應仔(zi)細選(xuan)擇(ze)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)焊接(jie)材料(liao)及不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)設備的(de)緊(jin)固件。
(4)局部腐(fu)蝕
在一定(ding)條件下,不銹鋼(gang)對(dui)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)是(shi)十分敏感的(de)。在化工廠中,60%的(de)不銹鋼(gang)設備的(de)損(sun)壞是(shi)由于(yu)點腐(fu)蝕(shi)、裂紋(wen)腐(fu)蝕(shi)、應力腐(fu)蝕(shi)開裂,同(tong)時還有晶間腐(fu)蝕(shi)造成的(de)。操(cao)作條件及環境因素,如:pH值、溫度、氯(lv)離(li)子、氧含量等對(dui)不銹鋼(gang)的(de)性能也有影響。
不(bu)銹鋼的局部腐蝕有:點腐蝕、間隙腐蝕、應力腐蝕和晶間腐蝕等。
①. 不銹鋼(gang)的點腐蝕(shi)
不(bu)銹鋼的(de)抗(kang)腐(fu)性(xing)(xing)能,依(yi)賴于(yu)其表(biao)面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)膜(mo),而氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)取決于(yu)鉬、鎳與鉻(ge)的(de)含量。另外,對(dui)氧(yang)化(hua)膜(mo)抗(kang)點腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能有貢獻的(de)元素(su)是(shi)氮,如果(guo)氧(yang)化(hua)膜(mo)被破壞,或者氧(yang)化(hua)膜(mo)不(bu)完整(如鋼表(biao)面(mian)化(hua)學成分不(bu)均(jun)勻),或有氯離子存在,就會(hui)產生(sheng)點蝕(shi)。與焊(han)接有關(guan)的(de)缺陷,如:雜質、第(di)二相、電弧沖擊(ji)處、飛濺物(wu)等都是(shi)點腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)的(de)地方。在微觀結構方面(mian),硫化(hua)錳雜質、δ-鐵素(su)體、σ相都會(hui)引起(qi)點腐(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼的隙腐蝕
因為金(jin)(jin)(jin)屬與金(jin)(jin)(jin)屬的(de)連(lian)接,墊片、金(jin)(jin)(jin)屬表面結垢等(deng),會(hui)形成一些間隙或凹槽(cao),從而導(dao)致間隙腐蝕。很多因素影響間隙腐蝕的(de)發(fa)生及(ji)擴散(san)。
A. 幾何尺寸因素(su):間隙類型(金(jin)(jin)屬(shu)-金(jin)(jin)屬(shu),金(jin)(jin)屬(shu)-異(yi)種金(jin)(jin)屬(shu))、間隙深(shen)度、內(nei)外面積比等。
B. 環境因素:含氧量、氧離子濃度(du)、pH值、溫度(du)、擴散與對(dui)流、微生(sheng)物影響等。
C. 電化學反應(ying):金屬溶解、氧消耗(hao)、氫產生等。
D. 冶金因素:金屬組織不純(chun)、表面氧化、鈍化膜(mo)的特性等。
不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)與(yu)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)比較(jiao)(jiao) 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)與(yu)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)機(ji)理不(bu)(bu)同,但它們的(de)(de)擴(kuo)散機(ji)理卻(que)是相同的(de)(de)。點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)要有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)氯(lv)離(li)子(zi)濃(nong)(nong)度才發(fa)生(sheng)(sheng),間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)較(jiao)(jiao)低(di)(di)的(de)(de)氯(lv)離(li)子(zi)濃(nong)(nong)度下(xia)也(ye)會發(fa)生(sheng)(sheng)。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)某一溶(rong)液中不(bu)(bu)會產生(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),但有(you)可能(neng)發(fa)生(sheng)(sheng)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。在(zai)金相結構上(shang),控制(zhi)(zhi)發(fa)生(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)措施一樣可以控制(zhi)(zhi)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)生(sheng)(sheng),如,消(xiao)除硫(liu)(liu)化錳(meng)(meng)(meng)雜質,同時能(neng)提高不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐點(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)與(yu)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)力。消(xiao)除硫(liu)(liu)化錳(meng)(meng)(meng)的(de)(de)途徑有(you)3個(ge):降(jiang)低(di)(di)錳(meng)(meng)(meng)含量、降(jiang)低(di)(di)硫(liu)(liu)含量和加(jia)入鈦或(huo)Zr(鋯)。
③. 不銹鋼的應力腐蝕
所有(you)不銹鋼都會遇到應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)問題(ti),很(hen)多(duo)環(huan)境(jing)因素與應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有(you)關(guan)。根據應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)生的(de)(de)(de)機理,可將(jiang)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)分為穿(chuan)晶應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)晶間(jian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。穿(chuan)晶應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)主要(yao)發(fa)(fa)生在(zai)(zai)含氯(lv)離子(zi)介(jie)質中,很(hen)少(shao)發(fa)(fa)生在(zai)(zai)氫(qing)氧化物介(jie)質中;晶間(jian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)生在(zai)(zai)一般的(de)(de)(de)水溶液(ye)介(jie)質中。影響不銹鋼應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)主要(yao)因素有(you)氯(lv)離子(zi)水溶液(ye)和(he)堿性溶液(ye)。發(fa)(fa)生應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)臨(lin)界應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)很(hen)難確(que)定,并且往往是很(hen)低的(de)(de)(de),一般的(de)(de)(de)焊(han)接殘(can)余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)均大于應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)臨(lin)界應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)。
奧氏體(ti)不銹鋼的氯離子應(ying)力腐蝕: 奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼氯(lv)離(li)子(zi)(zi)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕是(shi)穿晶應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕。影響(xiang)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕的因素有(you):氯(lv)離(li)子(zi)(zi)濃度、含氧(yang)量、溫度、應(ying)力(li)(li)大(da)小和(he)溶(rong)液的pH值。一般(ban)來說,當氯(lv)離(li)子(zi)(zi)含量大(da)于(yu)300×106時(shi),會產生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕;當氯(lv)離(li)子(zi)(zi)含量小于(yu)20×106時(shi),不(bu)(bu)會產生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕。很(hen)多應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕發生(sheng)(sheng)于(yu)75℃以上(shang);而低于(yu)50℃,一般(ban)不(bu)(bu)會產生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕。
堿性應力(li)腐蝕(shi)開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不銹鋼中(zhong)鎳含量對應力腐蝕的影(ying)響: 當(dang)不銹鋼的(de)(de)含(han)鎳(nie)量(liang)在8%~12%之間(jian)時,發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力腐蝕的(de)(de)傾向(xiang)性(xing)最大(da),而不銹鋼304、316的(de)(de)含(han)鎳(nie)量(liang)正(zheng)好在此區間(jian)。降(jiang)低含(han)鎳(nie)量(liang)雖可提(ti)高(gao)其抗(kang)應(ying)(ying)力腐蝕能力,但會(hui)(hui)使(shi)不銹鋼內鐵素體增加。增加不銹鋼中的(de)(de)鎳(nie)含(han)量(liang),也(ye)可提(ti)高(gao)不銹鋼的(de)(de)抗(kang)應(ying)(ying)力腐蝕能力。因此,可以認(ren)為,含(han)鎳(nie)量(liang)大(da)于22%時不會(hui)(hui)產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力腐蝕。
奧氏體不銹鋼焊縫的應力腐(fu)蝕: 在氯(lv)離子溶(rong)液中,有(you)應力(li)(li)(li)作用的奧氏(shi)體不銹鋼都會產生(sheng)穿晶(jing)應力(li)(li)(li)腐蝕。焊接部位特別容易產生(sheng)應力(li)(li)(li)腐蝕,是(shi)由于以下(xia)三(san)個原因:一是(shi)焊接部位殘留(liu)有(you)很大的拉伸應力(li)(li)(li)(除非(fei)進(jin)行(xing)焊后(hou)熱(re)處(chu)理(li));二是(shi)焊接部位常常是(shi)應力(li)(li)(li)集中的地方;三(san)是(shi)加熱(re)會產生(sheng)一些對應力(li)(li)(li)腐蝕敏(min)感的金(jin)相組(zu)織(zhi)。為了(le)防止晶(jing)間應力(li)(li)(li)腐蝕,焊后(hou)進(jin)行(xing)熱(re)處(chu)理(li)是(shi)十分必要和(he)有(you)效的。
④. 晶間(jian)腐蝕
當不銹鋼(gang)含(han)碳(tan)(tan)量大于0.5%,經(jing)過500℃~900℃加熱后,對晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)最為(wei)敏(min)(min)感,而這個溫(wen)度(du)范圍(wei)正好在焊接區域(yu)的(de)溫(wen)度(du)范圍(wei)內。不銹鋼(gang)焊縫對晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)(shi)的(de)敏(min)(min)感程度(du)取決于焊接參(can)數及板厚(hou),因(yin)為(wei)這些參(can)數決定了鋼(gang)材處于臨界溫(wen)度(du)的(de)時間(jian)(jian)。鋼(gang)材的(de)敏(min)(min)化(hua)(hua)溫(wen)度(du)與時間(jian)(jian)的(de)關(guan)系(xi)如圖1-6所示(shi)。在圖1-6中,曲線表示(shi)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物析出所需的(de)時間(jian)(jian)與碳(tan)(tan)含(han)量的(de)關(guan)系(xi),曲線的(de)右邊表示(shi)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物已析出。
影響奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)因素,與影響奧氏體(ti)不銹鋼晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)的(de)因素相似:
A. 金屬的(de)(de)化學組(zu)成(cheng)和金相(xiang)組(zu)織(zhi),主要成(cheng)分是碳(tan)(tan)含(han)量,碳(tan)(tan)含(han)量高是有害的(de)(de)。鐵素(su)體的(de)(de)存(cun)在可以防止晶(jing)間(jian)腐蝕(shi),但粗大的(de)(de)晶(jing)粒會加(jia)速晶(jing)間(jian)腐蝕(shi);
B. 焊接前鋼材的受熱情況,如果鋼材受過550℃~850℃加熱則鋼材容(rong)易發生晶間腐蝕;
C. 加工焊接過(guo)程中、使用過(guo)程中存在應力;
D. 工作環境(jing)(jing):不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)腐(fu)蝕環境(jing)(jing)中易發生晶(jing)間腐(fu)蝕。但是,不(bu)是所有的環境(jing)(jing)都會(hui)產生焊(han)縫(feng)晶(jing)間腐(fu)蝕,只有在(zai)(zai)(zai)氧(yang)化性環境(jing)(jing)下(xia)才會(hui)產生焊(han)縫(feng)品間腐(fu)蝕,焊(han)縫(feng)晶(jing)間腐(fu)蝕經常(chang)發生在(zai)(zai)(zai)中等氧(yang)化性環境(jing)(jing)中。
防止焊縫晶間腐(fu)蝕的措施:
a.對(dui)厚板(ban),焊后應進(jin)行(xing)熱(re)處理;
b.選擇穩定(ding)性好的低碳不銹鋼,如304L、347等;
c.適量(liang)(liang)低溫加(jia)熱(線(xian)能量(liang)(liang)3kJ/cm,層間溫度低于175℃);
d.焊(han)(han)接材(cai)料(焊(han)(han)絲(si))碳(tan)含量應(ying)是極(ji)低(di)(di)的,最大限度地降(jiang)低(di)(di)碳(tan)在(zai)焊(han)(han)縫金屬(shu)中(zhong)的含量,達到低(di)(di)于碳(tan)在(zai)18-8型不銹鋼(gang)中(zhong)室(shi)溫溶解極(ji)限值以下,使碳(tan)不可(ke)能與鉻(ge)生(sheng)成鉻(ge)的碳(tan)化(hua)物,從而從根本上消除晶界的貧鉻(ge)區;
e.提(ti)(ti)高焊接材料(焊絲)的(de)鈦(tai)(tai)(tai)、鈮、鉭和鋯等的(de)含量,在焊縫(feng)金屬(shu)中滲(shen)入(ru)比鉻更容易與碳(tan)(tan)結合的(de)穩定化元素,如鈦(tai)(tai)(tai)、鈮、鉭和鋯等。一般(ban)認為鈦(tai)(tai)(tai)碳(tan)(tan)比大于(yu)5倍時,才能(neng)提(ti)(ti)高抗晶間腐(fu)蝕的(de)能(neng)力。而試驗(yan)結果(guo)(guo)認為鈦(tai)(tai)(tai)碳(tan)(tan)比大于(yu)或等于(yu)6.7倍時,才有明顯(xian)的(de)效果(guo)(guo);大于(yu)7.8倍時,才能(neng)徹底地(di)改善(shan)晶間腐(fu)蝕的(de)傾向。這是由于(yu)鈦(tai)(tai)(tai)能(neng)充分地(di)將(jiang)碳(tan)(tan)化鉻的(de)鉻置(zhi)換出來,消除了晶界(jie)的(de)貧鉻地(di)帶,從而改善(shan)了抗腐(fu)蝕性。
通過使用低碳不銹鋼和焊接材料(焊絲(si)),可(ke)以克服(fu)焊縫晶間腐蝕(shi)。但(dan)是也存在以下缺點:
I. 低(di)碳不銹鋼(gang)焊縫(feng)強(qiang)度低(di);
II. 具(ju)有穩定組織結構的不銹鋼易熱裂(lie)。
具有(you)穩定組織(zhi)的(de)不銹鋼容易在局部析(xi)出碳化物,從而導致(zhi)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕,這(zhe)種晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕也稱作刀口腐(fu)蝕。
⑤. 刀口腐蝕
當焊接321、347不(bu)(bu)銹鋼時(shi),受(shou)熱部分(fen)的溫(wen)度高(gao)達1150℃,這個(ge)(ge)溫(wen)度導致(zhi)TiC和(he)NbC部分(fen)析(xi)出(chu)。這時(shi),碳(tan)在靠近焊縫(feng)處(chu)富集成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)很窄的富集區(qu)域,在焊縫(feng)冷(leng)卻時(shi),形(xing)(xing)成(cheng)碳(tan)鉻(ge)化(hua)合物。這個(ge)(ge)碳(tan)富集區(qu)域,只有幾個(ge)(ge)晶(jing)粒寬,能(neng)長久形(xing)(xing)成(cheng)一(yi)條細線(xian),稱晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)線(xian),也叫(jiao)刀(dao)口(kou)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。含鈮不(bu)(bu)銹鋼比含鈦不(bu)(bu)銹鋼更(geng)能(neng)抵抗刀(dao)口(kou)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),提高(gao)熱處(chu)理(li)溫(wen)度不(bu)(bu)能(neng)消除刀(dao)口(kou)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。刀(dao)口(kou)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)與晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)有以下區(qu)別:
A. 刀(dao)口(kou)腐(fu)蝕發生在(zai)(zai)緊鄰焊縫很窄的區(qu)域內,而焊縫晶(jing)間腐(fu)蝕發生在(zai)(zai)離焊縫較遠的區(qu)域;
B. 刀口腐蝕(shi)發生(sheng)在穩定型不銹(xiu)鋼中;
C. 受熱的情況不(bu)一樣。
通過適當選擇焊接參數及熱處理(li)參數可避免刀(dao)口腐蝕(shi)。
四、奧氏體不銹鋼的工(gong)藝(yi)性能(neng)
1. 成(cheng)型(xing)性(xing)能
在低(di)溫環境(jing)中有良好的組織穩定(ding)性,因此冷(leng)變(bian)形、深沖壓性能都(dou)很好。可在室溫下進行冷(leng)軋、冷(leng)拔(ba),也(ye)可承受彎曲、深拉等冷(leng)加工。該類鋼具有冷(leng)作硬化傾向,冷(leng)加工后(hou)強度(du)明顯上升,而塑性下降(jiang)。
2. 焊接性能
具有良好的(de)焊接(jie)(jie)性能,焊件經(jing)焊接(jie)(jie)后無需進行熱處理(li)。
3. 表面處理工藝
耐腐蝕性(xing)能良好,在使(shi)用中一(yi)般不需(xu)要表面處理。為了進(jin)一(yi)步改(gai)善耐腐蝕性(xing)能,可采用鈍(dun)化處理工藝。