奧氏(shi)體不銹鋼(gang)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、奧氏體不銹鋼在高溫與(yu)低溫環境中的機械性(xing)能
奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因為其具(ju)(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)抗腐(fu)蝕(shi)性(xing),而被廣(guang)(guang)泛應(ying)用于腐(fu)蝕(shi)環境(jing)中。同時(shi),奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)高(gao)溫(wen)或(huo)低溫(wen)環境(jing)下,也具(ju)(ju)有(you)很優異的(de)機(ji)械(xie)性(xing)能,因而在(zai)工業生(sheng)產中得到十分廣(guang)(guang)泛的(de)應(ying)用。
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(bu)銹鋼),00Cr19Ni9(304L不(bu)銹(xiu)鋼)、OCr17Ni12Mo2(316不銹(xiu)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(zai)溫度(du)高達600℃時(shi)(shi),奧氏體不銹(xiu)鋼也(ye)有(you)很(hen)(hen)(hen)好(hao)的蠕(ru)變(bian)強(qiang)(qiang)度(du)。如(ru)果在(zai)不銹(xiu)鋼中加(jia)入釩、鈮(ni)或鈦,在(zai)高于600℃的環境下也(ye)具有(you)很(hen)(hen)(hen)好(hao)的蠕(ru)變(bian)強(qiang)(qiang)度(du);在(zai)奧氏體不銹(xiu)鋼中加(jia)入鈮(ni)和鈦,雖然可提高其高溫蠕(ru)變(bian)強(qiang)(qiang)度(du),但其低(di)溫韌(ren)性(xing)(xing)也(ye)跟著降低(di)了(le)。因為在(zai)高溫時(shi)(shi)不銹(xiu)鋼表面結成一層致密的氧化(hua)膜(mo),所以其在(zai)高溫時(shi)(shi)耐氧化(hua)性(xing)(xing)很(hen)(hen)(hen)好(hao)。
二(er)、合金成(cheng)分和顯(xian)微結構(gou)
在可焊不銹鋼中(zhong)(zhong)最(zui)重(zhong)要的(de)顯(xian)微結構是鐵(tie)素(su)體(ti)和奧氏體(ti),盡管鉻(ge)與鎳是最(zui)主(zhu)要的(de)合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su),但其(qi)(qi)他合(he)金成(cheng)分對不銹鋼組織性(xing)能也(ye)有(you)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)。所以,鉻(ge)、鎳及其(qi)(qi)他合(he)金成(cheng)分對顯(xian)微組織結構的(de)影(ying)響(xiang)也(ye)應同(tong)時考慮。鉬、鈷和鈦促進(jin)奧氏體(ti)骨架中(zhong)(zhong)δ-鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)形(xing)成(cheng),這些合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)稱為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su);另(ling)一方面(mian),銅、錳、碳、氮和鎳能促進(jin)奧氏體(ti)形(xing)成(cheng),這些合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)被稱為(wei)奧氏體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)。
三、奧氏體不銹鋼的(de)耐腐(fu)蝕性
奧氏體不銹鋼(gang)(gang)是靠其表面的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)膜隔斷(duan)鋼(gang)(gang)材(cai)與環境的(de)(de)聯系而達到防腐(fu)蝕目(mu)的(de)(de)的(de)(de)。這層(ceng)(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)膜,厚(hou)度為20A~30A,成分為Cr2O3,極其致(zhi)密,與一般的(de)(de)化(hua)學品不反應(ying),氧(yang)(yang)或其他腐(fu)蝕物質無(wu)法通過(guo)這層(ceng)(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)膜去腐(fu)蝕內(nei)層(ceng)(ceng)金屬。如(ru)果這層(ceng)(ceng)氧(yang)(yang)化(hua)膜被破壞,在有氧(yang)(yang)的(de)(de)環境下立即會生成新的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)膜;另一方面,不銹鋼(gang)(gang)不耐應(ying)力腐(fu)蝕,其原因是在裂紋處(chu)有氧(yang)(yang)的(de)(de)富集效應(ying),引起(qi)應(ying)力腐(fu)蝕。
(1) σ相
σ 相(xiang)是一種金屬(shu)間化合物,在(zai)(zai)(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中存在(zai)(zai)(zai)時(shi),會(hui)嚴重(zhong)降低不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)延(yan)伸性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),同時(shi)使不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)(bu)耐應力(li)腐蝕(shi)和其他形式的(de)(de)(de)腐蝕(shi)。σ相(xiang)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)是造(zao)成(cheng)(cheng)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊縫延(yan)伸率低的(de)(de)(de)原因(yin)所在(zai)(zai)(zai),所以,當焊縫從(cong)982℃冷(leng)(leng)卻到537℃時(shi),應快(kuai)速冷(leng)(leng)卻以防止大量(liang)(liang)σ相(xiang)的(de)(de)(de)生成(cheng)(cheng)。快(kuai)速冷(leng)(leng)卻時(shi),可(ke)能還會(hui)形成(cheng)(cheng)少量(liang)(liang)σ相(xiang),但因(yin)其數量(liang)(liang)少而不(bu)(bu)會(hui)對不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能產生影響(xiang)。新(xin)超級奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),由于(yu)加入了(le)氮,可(ke)阻止σ相(xiang)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng),因(yin)而可(ke)加工成(cheng)(cheng)厚板(ban)。
(2)氧化(hua)鈍化(hua)膜(mo)與活性環境
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面在自然環境中(zhong)是鈍化的,當(dang)把(ba)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面的氧化膜(mo)擦去(qu),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就暴(bao)露于(yu)活性(xing)環境中(zhong),當(dang)氯離子的濃度較(jiao)高時(如在海水中(zhong)),不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就會(hui)產生(sheng)腐蝕。
a. 對(dui)化學品(pin)的抗腐蝕性(xing)能 不銹鋼(gang)對各種濃度和溫(wen)度的硝(xiao)酸的的抗蝕(shi)性能較好(hao),304不銹鋼(gang)廣泛(fan)應(ying)用于(yu)硝(xiao)酸工業,但不銹鋼(gang)不耐(nai)硫酸腐蝕(shi)。
b. 海水對不(bu)銹鋼的(de)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(xiu)鋼抵抗(kang)各種(zhong)腐蝕的能(neng)力(li) 一般來說,含鉻(ge)越高,不(bu)銹鋼耐蝕性越強。不(bu)銹鋼可(ke)以(yi)抗均勻腐(fu)蝕、磨損腐(fu)蝕及堿性腐(fu)蝕;但是,在一定條件下(xia),不(bu)銹鋼不(bu)耐局部腐(fu)蝕。
(3) 電化(hua)學(xue)腐蝕
當(dang)不銹(xiu)鋼(gang)與異種(zhong)金屬接觸(chu)時,就要考慮電(dian)化學腐蝕。但是,如果不銹(xiu)鋼(gang)是正極,則不會產(chan)生電(dian)流腐蝕。因(yin)此(ci),應仔細選擇不銹(xiu)鋼(gang)的焊接材料及不銹(xiu)鋼(gang)設備的緊固件。
(4)局部腐蝕
在一定條件(jian)下,不(bu)銹鋼對(dui)局部腐蝕(shi)(shi)是(shi)十分(fen)敏感的(de)。在化(hua)工廠中,60%的(de)不(bu)銹鋼設備的(de)損壞是(shi)由(you)于點腐蝕(shi)(shi)、裂(lie)紋(wen)腐蝕(shi)(shi)、應力腐蝕(shi)(shi)開裂(lie),同時(shi)還有晶(jing)間腐蝕(shi)(shi)造成的(de)。操(cao)作(zuo)條件(jian)及環境因素,如:pH值、溫度、氯離子、氧含量等對(dui)不(bu)銹鋼的(de)性能也有影響。
不(bu)銹鋼的局部腐蝕有:點腐蝕、間(jian)隙腐蝕、應(ying)力腐蝕和晶間(jian)腐蝕等。
①. 不銹鋼的點(dian)腐蝕
不(bu)銹鋼(gang)的抗(kang)腐(fu)性(xing)能,依賴于其表面(mian)的氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo),而氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)的抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)取決于鉬、鎳與鉻的含(han)量。另外(wai),對氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)抗(kang)點(dian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能有貢獻(xian)的元素是氮,如果氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)被破(po)壞(huai),或者(zhe)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)不(bu)完整(如鋼(gang)表面(mian)化(hua)(hua)學成分不(bu)均(jun)勻),或有氯離子存在,就(jiu)會(hui)產(chan)生點(dian)蝕(shi)。與焊(han)接有關的缺(que)陷,如:雜質、第二相、電(dian)弧(hu)沖擊處、飛濺物等都(dou)是點(dian)腐(fu)蝕(shi)發(fa)生的地方。在微觀結(jie)構方面(mian),硫化(hua)(hua)錳雜質、δ-鐵素體、σ相都(dou)會(hui)引起點(dian)腐(fu)蝕(shi)。
②. 不銹鋼的(de)隙腐(fu)蝕
因為金屬(shu)與金屬(shu)的連接,墊片、金屬(shu)表(biao)面結垢等,會形(xing)成一(yi)些間隙(xi)或凹槽,從而導(dao)致間隙(xi)腐蝕(shi)。很多因素影(ying)響間隙(xi)腐蝕(shi)的發生(sheng)及擴散。
A. 幾何尺寸因素(su):間隙(xi)(xi)類(lei)型(金屬(shu)(shu)-金屬(shu)(shu),金屬(shu)(shu)-異種金屬(shu)(shu))、間隙(xi)(xi)深(shen)度(du)、內外面積比等。
B. 環境因(yin)素:含氧量、氧離子濃度(du)、pH值、溫度(du)、擴(kuo)散與對流、微(wei)生物影響等。
C. 電化學(xue)反(fan)應:金屬溶解、氧(yang)消耗、氫產生等。
D. 冶金(jin)因素(su):金(jin)屬組織不純、表(biao)面氧(yang)化、鈍化膜的特性等。
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與(yu)間(jian)(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)比較 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與(yu)間(jian)(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)機理(li)不(bu)同(tong),但(dan)它(ta)們的(de)擴散機理(li)卻(que)是(shi)相同(tong)的(de)。點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)要有(you)較高(gao)的(de)氯離(li)(li)子濃(nong)度才發生(sheng)(sheng),間(jian)(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)在(zai)較低(di)的(de)氯離(li)(li)子濃(nong)度下也會發生(sheng)(sheng)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)某一(yi)溶(rong)液中不(bu)會產(chan)生(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),但(dan)有(you)可能(neng)發生(sheng)(sheng)間(jian)(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)金(jin)相結(jie)構(gou)上,控(kong)(kong)制(zhi)發生(sheng)(sheng)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)措(cuo)施一(yi)樣可以控(kong)(kong)制(zhi)間(jian)(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發生(sheng)(sheng),如,消(xiao)除(chu)硫化(hua)錳(meng)雜質(zhi),同(tong)時能(neng)提高(gao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)點(dian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與(yu)間(jian)(jian)(jian)隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)能(neng)力。消(xiao)除(chu)硫化(hua)錳(meng)的(de)途徑有(you)3個:降(jiang)低(di)錳(meng)含量(liang)、降(jiang)低(di)硫含量(liang)和加(jia)入(ru)鈦或Zr(鋯)。
③. 不銹鋼(gang)的(de)應力(li)腐蝕(shi)
所有不(bu)銹鋼(gang)都會遇到應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)的(de)(de)問題,很(hen)多環境(jing)因(yin)素與應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)有關。根據應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)(sheng)的(de)(de)機理,可(ke)將應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)分為(wei)穿(chuan)晶(jing)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)和(he)晶(jing)間(jian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)。穿(chuan)晶(jing)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)主(zhu)要發生(sheng)(sheng)在(zai)含(han)氯離(li)子介質(zhi)中,很(hen)少發生(sheng)(sheng)在(zai)氫氧(yang)化物(wu)介質(zhi)中;晶(jing)間(jian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)(sheng)在(zai)一般(ban)(ban)的(de)(de)水溶(rong)(rong)液(ye)介質(zhi)中。影響不(bu)銹鋼(gang)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)主(zhu)要因(yin)素有氯離(li)子水溶(rong)(rong)液(ye)和(he)堿性溶(rong)(rong)液(ye)。發生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)很(hen)難確定,并且(qie)往(wang)往(wang)是很(hen)低的(de)(de),一般(ban)(ban)的(de)(de)焊(han)接殘(can)余應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)均大于應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)臨(lin)界(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)。
奧氏體不銹鋼的氯離子應力腐蝕: 奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼氯(lv)離(li)(li)(li)子應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是穿晶應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。影響應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的因素有:氯(lv)離(li)(li)(li)子濃度、含(han)氧量(liang)、溫(wen)度、應(ying)(ying)力(li)(li)大小(xiao)和溶液的pH值(zhi)。一般(ban)來說,當(dang)氯(lv)離(li)(li)(li)子含(han)量(liang)大于(yu)300×106時(shi),會產(chan)生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi);當(dang)氯(lv)離(li)(li)(li)子含(han)量(liang)小(xiao)于(yu)20×106時(shi),不(bu)會產(chan)生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。很(hen)多應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)發生于(yu)75℃以上;而低(di)于(yu)50℃,一般(ban)不(bu)會產(chan)生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
堿性應力(li)腐蝕開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不銹鋼中鎳含量(liang)對應力(li)腐(fu)蝕的影響: 當不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)含(han)(han)鎳量(liang)在(zai)8%~12%之間時(shi),發生(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)的(de)傾向性(xing)最大(da),而不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)304、316的(de)含(han)(han)鎳量(liang)正好在(zai)此(ci)區間。降低(di)含(han)(han)鎳量(liang)雖可提高其抗應力腐(fu)蝕(shi)能(neng)力,但會(hui)使不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)內鐵素(su)體增加(jia)。增加(jia)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)鎳含(han)(han)量(liang),也可提高不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)抗應力腐(fu)蝕(shi)能(neng)力。因此(ci),可以認為,含(han)(han)鎳量(liang)大(da)于22%時(shi)不(bu)(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)應力腐(fu)蝕(shi)。
奧氏體不銹鋼焊縫的應(ying)力腐蝕: 在氯離子溶液中,有(you)應力(li)作用的奧氏體不(bu)銹鋼都(dou)會產(chan)生(sheng)穿(chuan)晶應力(li)腐(fu)蝕(shi)。焊接(jie)部位(wei)特別容易產(chan)生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi),是(shi)由于以下(xia)三(san)(san)個(ge)原因:一是(shi)焊接(jie)部位(wei)殘留有(you)很大的拉伸(shen)應力(li)(除非進(jin)行焊后(hou)熱處理(li));二是(shi)焊接(jie)部位(wei)常(chang)常(chang)是(shi)應力(li)集(ji)中的地方;三(san)(san)是(shi)加熱會產(chan)生(sheng)一些對應力(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感的金相組織。為了防止(zhi)晶間應力(li)腐(fu)蝕(shi),焊后(hou)進(jin)行熱處理(li)是(shi)十分必要(yao)和(he)有(you)效(xiao)的。
④. 晶間腐(fu)蝕
當不銹(xiu)鋼(gang)(gang)含(han)碳(tan)量(liang)大(da)于(yu)(yu)0.5%,經過500℃~900℃加熱后,對晶間(jian)腐蝕(shi)最為敏(min)感,而這(zhe)個溫度(du)(du)(du)范(fan)(fan)圍正好(hao)在(zai)焊接(jie)區域(yu)的(de)(de)溫度(du)(du)(du)范(fan)(fan)圍內。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊縫對晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)敏(min)感程度(du)(du)(du)取決于(yu)(yu)焊接(jie)參數及板厚,因為這(zhe)些(xie)參數決定了鋼(gang)(gang)材處于(yu)(yu)臨界溫度(du)(du)(du)的(de)(de)時(shi)間(jian)。鋼(gang)(gang)材的(de)(de)敏(min)化(hua)(hua)溫度(du)(du)(du)與時(shi)間(jian)的(de)(de)關(guan)系(xi)如圖1-6所示。在(zai)圖1-6中,曲線表(biao)示碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)析出(chu)所需的(de)(de)時(shi)間(jian)與碳(tan)含(han)量(liang)的(de)(de)關(guan)系(xi),曲線的(de)(de)右邊表(biao)示碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)已析出(chu)。
影(ying)(ying)響奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼焊縫晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)因素(su),與影(ying)(ying)響奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)因素(su)相似(si):
A. 金(jin)屬的化學組(zu)成和(he)金(jin)相組(zu)織(zhi),主要成分是碳(tan)含量,碳(tan)含量高是有害(hai)的。鐵素體(ti)的存(cun)在(zai)可以防止(zhi)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕,但粗大(da)的晶(jing)(jing)粒會(hui)加速(su)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕;
B. 焊接前(qian)鋼材(cai)的受熱情況,如果鋼材(cai)受過(guo)550℃~850℃加熱則(ze)鋼材(cai)容易發生晶間腐蝕;
C. 加工(gong)焊接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)、使用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)存在(zai)應力;
D. 工作環境:不銹鋼(gang)在腐蝕(shi)環境中(zhong)易(yi)發生(sheng)(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)。但是,不是所(suo)有的環境都會產生(sheng)(sheng)焊縫(feng)晶(jing)間腐蝕(shi),只有在氧化性環境下(xia)才會產生(sheng)(sheng)焊縫(feng)品間腐蝕(shi),焊縫(feng)晶(jing)間腐蝕(shi)經常發生(sheng)(sheng)在中(zhong)等氧化性環境中(zhong)。
防止焊縫晶間腐蝕的措施:
a.對厚板,焊后(hou)應(ying)進行熱(re)處(chu)理;
b.選擇穩定(ding)性好的低碳不銹鋼,如304L、347等(deng);
c.適量低溫(wen)加熱(線能量3kJ/cm,層間溫(wen)度低于175℃);
d.焊(han)接材料(焊(han)絲(si))碳(tan)含(han)量(liang)應是極低(di)的,最(zui)大限度地降(jiang)低(di)碳(tan)在(zai)焊(han)縫(feng)金屬中的含(han)量(liang),達到低(di)于碳(tan)在(zai)18-8型不(bu)銹(xiu)鋼中室(shi)溫溶解極限值以下,使碳(tan)不(bu)可能(neng)與(yu)鉻生(sheng)成鉻的碳(tan)化物,從(cong)而從(cong)根本上消除晶界的貧鉻區;
e.提(ti)高焊(han)接(jie)材料(liao)(焊(han)絲)的(de)(de)(de)鈦(tai)、鈮、鉭和鋯(gao)等(deng)的(de)(de)(de)含量,在焊(han)縫金屬中滲入(ru)比鉻更容(rong)易與(yu)碳結合的(de)(de)(de)穩(wen)定化(hua)元素,如鈦(tai)、鈮、鉭和鋯(gao)等(deng)。一般認為鈦(tai)碳比大于(yu)(yu)5倍時(shi),才能(neng)提(ti)高抗晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)能(neng)力(li)。而試驗結果(guo)認為鈦(tai)碳比大于(yu)(yu)或等(deng)于(yu)(yu)6.7倍時(shi),才有(you)明顯的(de)(de)(de)效果(guo);大于(yu)(yu)7.8倍時(shi),才能(neng)徹(che)底地改善晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)傾向。這是由于(yu)(yu)鈦(tai)能(neng)充(chong)分(fen)地將碳化(hua)鉻的(de)(de)(de)鉻置換出來,消除(chu)了晶(jing)界(jie)的(de)(de)(de)貧(pin)鉻地帶,從(cong)而改善了抗腐(fu)(fu)蝕性。
通(tong)過使用低(di)碳不銹(xiu)鋼(gang)和焊(han)(han)接材料(liao)(焊(han)(han)絲),可(ke)以(yi)克(ke)服焊(han)(han)縫晶間腐蝕。但是也存在以(yi)下缺點:
I. 低碳不銹鋼焊縫強度(du)低;
II. 具有穩定組織(zhi)結(jie)構(gou)的不銹鋼(gang)易熱裂。
具有穩定組(zu)織(zhi)的不銹鋼容易在局部(bu)析出碳化(hua)物,從(cong)而導致(zhi)晶間腐蝕,這(zhe)種晶間腐蝕也稱(cheng)作刀(dao)口(kou)腐蝕。
⑤. 刀口(kou)腐蝕
當焊(han)接321、347不(bu)銹(xiu)鋼時,受(shou)熱部(bu)分的(de)溫(wen)度高達(da)1150℃,這(zhe)個溫(wen)度導致TiC和NbC部(bu)分析出。這(zhe)時,碳(tan)在靠(kao)近(jin)焊(han)縫處富集(ji)成一(yi)個很(hen)窄(zhai)的(de)富集(ji)區(qu)域,在焊(han)縫冷卻時,形成碳(tan)鉻化合物。這(zhe)個碳(tan)富集(ji)區(qu)域,只有幾個晶粒寬(kuan),能長久形成一(yi)條細線,稱晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)線,也(ye)叫刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)(shi)。含鈮(ni)不(bu)銹(xiu)鋼比含鈦不(bu)銹(xiu)鋼更(geng)能抵抗刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)(shi),提高熱處理(li)溫(wen)度不(bu)能消除(chu)刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)(shi)。刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)(shi)與(yu)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)有以下區(qu)別:
A. 刀口(kou)腐蝕發生(sheng)在(zai)緊鄰焊(han)縫(feng)很(hen)窄的(de)(de)區(qu)域內,而(er)焊(han)縫(feng)晶間(jian)腐蝕發生(sheng)在(zai)離焊(han)縫(feng)較遠的(de)(de)區(qu)域;
B. 刀口腐蝕發生在穩定型不銹(xiu)鋼中;
C. 受熱的情(qing)況不(bu)一(yi)樣。
通過適當(dang)選(xuan)擇(ze)焊(han)接參數(shu)及熱(re)處理參數(shu)可避免刀口(kou)腐(fu)蝕。
四、奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的工藝性(xing)能(neng)
1. 成(cheng)型性能
在低溫環境中有(you)良好(hao)的(de)組(zu)織穩定性(xing),因此冷(leng)(leng)變形(xing)、深沖壓性(xing)能都很好(hao)。可在室溫下(xia)進行冷(leng)(leng)軋、冷(leng)(leng)拔(ba),也可承受(shou)彎曲、深拉(la)等冷(leng)(leng)加工。該類鋼具(ju)有(you)冷(leng)(leng)作硬化(hua)傾(qing)向,冷(leng)(leng)加工后(hou)強度明顯上(shang)升,而塑性(xing)下(xia)降。
2. 焊接性能
具(ju)有(you)良好的焊(han)(han)接(jie)性能(neng),焊(han)(han)件經焊(han)(han)接(jie)后(hou)無需進(jin)行(xing)熱處理。
3. 表面處理工藝(yi)
耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)良好,在使(shi)用(yong)中(zhong)一般不需要(yao)表面處(chu)理。為了進(jin)一步改善耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng),可采用(yong)鈍化處(chu)理工藝。

