奧氏體不銹(xiu)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(shi)體不(bu)銹鋼在高溫與低溫環境(jing)中的機械(xie)性能
奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼因(yin)為其具有較高(gao)的(de)(de)抗腐(fu)蝕性(xing),而(er)被廣(guang)(guang)泛(fan)(fan)應(ying)用于腐(fu)蝕環(huan)境中。同時,奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在高(gao)溫或低溫環(huan)境下,也(ye)具有很優異(yi)的(de)(de)機械(xie)性(xing)能(neng),因(yin)而(er)在工業生(sheng)產(chan)中得到(dao)十分廣(guang)(guang)泛(fan)(fan)的(de)(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不銹鋼)、OCr17Ni12Mo2(316不銹鋼)、00Cr17Ni14Mo2(316L不銹鋼)和0Cr18Ni11Nb(347不銹(xiu)鋼)等都被廣泛地用于液化氣的儲存與運輸。
在溫度(du)高(gao)(gao)達600℃時,奧氏體不銹鋼(gang)(gang)也有(you)(you)很好的(de)蠕變強度(du)。如(ru)果在不銹鋼(gang)(gang)中加(jia)入釩(fan)、鈮或鈦,在高(gao)(gao)于(yu)600℃的(de)環境(jing)下也具有(you)(you)很好的(de)蠕變強度(du);在奧氏體不銹鋼(gang)(gang)中加(jia)入鈮和鈦,雖然(ran)可提高(gao)(gao)其高(gao)(gao)溫蠕變強度(du),但其低溫韌性也跟著降低了(le)。因為在高(gao)(gao)溫時不銹鋼(gang)(gang)表面結(jie)成一層(ceng)致密的(de)氧化(hua)膜(mo),所以其在高(gao)(gao)溫時耐氧化(hua)性很好。
二、合金成分和顯微結構(gou)
在可焊(han)不(bu)銹鋼中最(zui)重要的(de)顯(xian)微結構是(shi)(shi)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體和奧(ao)氏體,盡管鉻與鎳是(shi)(shi)最(zui)主要的(de)合金元(yuan)素(su)(su)(su)(su),但其他合金成(cheng)(cheng)(cheng)分對不(bu)銹鋼組(zu)織(zhi)性能(neng)也(ye)有很大影響。所(suo)以,鉻、鎳及其他合金成(cheng)(cheng)(cheng)分對顯(xian)微組(zu)織(zhi)結構的(de)影響也(ye)應(ying)同時(shi)考慮。鉬、鈷(gu)和鈦促進(jin)奧(ao)氏體骨架(jia)中δ-鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng),這些(xie)(xie)合金元(yuan)素(su)(su)(su)(su)稱為鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)體形成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)(su);另一方面(mian),銅、錳、碳、氮和鎳能(neng)促進(jin)奧(ao)氏體形成(cheng)(cheng)(cheng),這些(xie)(xie)合金元(yuan)素(su)(su)(su)(su)被稱為奧(ao)氏體形成(cheng)(cheng)(cheng)元(yuan)素(su)(su)(su)(su)。
三、奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的耐腐蝕性
奧氏體不(bu)銹鋼(gang)是靠(kao)其(qi)表面的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)隔斷鋼(gang)材與環(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)聯系(xi)而達到(dao)防(fang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)目的(de)(de)的(de)(de)。這層氧(yang)化膜(mo),厚度為20A~30A,成分為Cr2O3,極其(qi)致密,與一(yi)般的(de)(de)化學品(pin)不(bu)反應(ying),氧(yang)或其(qi)他腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)物(wu)質無法通過這層氧(yang)化膜(mo)去腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)內層金屬。如果這層氧(yang)化膜(mo)被破(po)壞(huai),在有氧(yang)的(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)下立即會生成新的(de)(de)氧(yang)化膜(mo);另一(yi)方面,不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),其(qi)原因是在裂(lie)紋處有氧(yang)的(de)(de)富集效應(ying),引(yin)起應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
(1) σ相(xiang)
σ 相(xiang)是一種金屬間化合物(wu),在(zai)(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中存在(zai)(zai)時(shi),會嚴重降(jiang)低不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的延伸性和韌性,同時(shi)使(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)(bu)耐應力腐蝕(shi)和其他形(xing)式的腐蝕(shi)。σ相(xiang)的存在(zai)(zai)是造成不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)焊縫延伸率低的原因所(suo)在(zai)(zai),所(suo)以,當焊縫從982℃冷卻到(dao)537℃時(shi),應快速(su)冷卻以防止大量σ相(xiang)的生(sheng)成。快速(su)冷卻時(shi),可(ke)能(neng)還會形(xing)成少量σ相(xiang),但因其數量少而(er)不(bu)(bu)會對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的性能(neng)產生(sheng)影響。新(xin)超(chao)級奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),由于加(jia)入了氮,可(ke)阻(zu)止σ相(xiang)的形(xing)成,因而(er)可(ke)加(jia)工成厚板。
(2)氧化鈍化膜(mo)與活性環境
不銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)在(zai)自然環(huan)境中(zhong)(zhong)是鈍(dun)化的,當把不銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)的氧化膜擦去(qu),不銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)(jiu)暴露于活性環(huan)境中(zhong)(zhong),當氯離子的濃度(du)較高時(如在(zai)海水中(zhong)(zhong)),不銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)(jiu)會產生腐(fu)蝕。
a. 對(dui)化學品的抗腐蝕性能 不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)對各種濃度和溫度的硝酸的的抗蝕性能較好,304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)廣泛應用于硝酸工(gong)業,但不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不耐硫(liu)酸腐蝕。
b. 海水對(dui)不(bu)銹鋼(gang)的作(zuo)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(di)抗(kang)各(ge)種腐(fu)蝕的能力 一般來說,含(han)鉻越高,不(bu)銹鋼(gang)耐蝕(shi)性(xing)越強。不(bu)銹鋼(gang)可以抗均勻腐(fu)蝕(shi)、磨損(sun)腐(fu)蝕(shi)及堿(jian)性(xing)腐(fu)蝕(shi);但是,在一定條件下,不(bu)銹鋼(gang)不(bu)耐局部(bu)腐(fu)蝕(shi)。
(3) 電化學腐蝕
當不(bu)銹鋼與異種金(jin)屬接觸時,就要(yao)考慮電化學腐蝕。但是(shi),如果不(bu)銹鋼是(shi)正極,則不(bu)會產生電流腐蝕。因此,應仔細選(xuan)擇不(bu)銹鋼的(de)焊接材料及不(bu)銹鋼設(she)備的(de)緊固(gu)件。
(4)局部(bu)腐(fu)蝕
在一(yi)定條件下,不(bu)銹鋼對局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是十(shi)分(fen)敏感的(de)。在化工廠(chang)中,60%的(de)不(bu)銹鋼設備(bei)的(de)損壞是由于點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、裂(lie)紋腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂(lie),同時還有(you)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)造成的(de)。操(cao)作條件及環境因素(su),如:pH值、溫度、氯離子、氧含量(liang)等對不(bu)銹鋼的(de)性(xing)能(neng)也(ye)有(you)影(ying)響。
不銹(xiu)鋼的局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)有(you):點腐(fu)(fu)蝕(shi)、間隙腐(fu)(fu)蝕(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)和晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)等(deng)。
①. 不(bu)銹(xiu)鋼的點腐(fu)蝕(shi)
不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)抗(kang)腐(fu)性(xing)能,依賴(lai)于其表(biao)面(mian)的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo),而氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)取(qu)決(jue)于鉬、鎳與(yu)鉻(ge)的(de)(de)含量。另外,對氧(yang)化(hua)膜(mo)抗(kang)點(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能有(you)貢獻的(de)(de)元(yuan)素是氮,如(ru)果氧(yang)化(hua)膜(mo)被破(po)壞,或者氧(yang)化(hua)膜(mo)不(bu)完整(如(ru)鋼表(biao)面(mian)化(hua)學成分不(bu)均勻),或有(you)氯離子存(cun)在(zai),就會(hui)產生點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)(shi)。與(yu)焊接有(you)關的(de)(de)缺(que)陷(xian),如(ru):雜質、第二(er)相、電(dian)弧沖擊處、飛濺物等(deng)都是點(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發生的(de)(de)地(di)方。在(zai)微觀(guan)結構方面(mian),硫化(hua)錳雜質、δ-鐵(tie)素體、σ相都會(hui)引起(qi)點(dian)(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
②. 不銹(xiu)鋼的隙(xi)腐(fu)蝕(shi)
因為金屬(shu)與(yu)金屬(shu)的連接,墊片、金屬(shu)表面結垢等,會形(xing)成(cheng)一些(xie)間隙或(huo)凹槽,從而導致間隙腐蝕(shi)。很多因素影響間隙腐蝕(shi)的發(fa)生及擴散。
A. 幾何(he)尺寸因素:間隙類型(金屬-金屬,金屬-異種金屬)、間隙深度、內(nei)外面(mian)積比等。
B. 環境因(yin)素:含氧量、氧離子濃度、pH值、溫度、擴散(san)與對流、微生物影響等。
C. 電化學反應:金屬溶解、氧(yang)消耗、氫產生等。
D. 冶金因(yin)素:金屬組織不純、表面氧化、鈍化膜的特性等。
不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)與(yu)(yu)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)比較 不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)與(yu)(yu)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)產生的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)不(bu)(bu)(bu)同(tong),但它們的(de)(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)機理(li)卻是相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)。點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)要有較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)離子(zi)濃度(du)才發(fa)生,間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)在較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)離子(zi)濃度(du)下也會(hui)發(fa)生。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在某一(yi)(yi)溶液中不(bu)(bu)(bu)會(hui)產生點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi),但有可能發(fa)生間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。在金相結構上,控(kong)制發(fa)生點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)措施一(yi)(yi)樣可以控(kong)制間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)發(fa)生,如,消除(chu)(chu)硫化錳雜質(zhi),同(tong)時能提高(gao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐點(dian)(dian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)與(yu)(yu)間隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)能力。消除(chu)(chu)硫化錳的(de)(de)(de)(de)(de)途徑有3個:降低(di)(di)錳含量(liang)、降低(di)(di)硫含量(liang)和(he)加(jia)入鈦或Zr(鋯)。
③. 不銹(xiu)鋼的應力(li)腐蝕
所有不銹鋼(gang)都會遇(yu)到應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)開裂的(de)問題,很(hen)(hen)多環境因(yin)素與應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)有關。根據(ju)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)生(sheng)的(de)機理,可將應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)分為穿(chuan)(chuan)晶應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和晶間(jian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。穿(chuan)(chuan)晶應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)主(zhu)要(yao)發(fa)生(sheng)在含氯(lv)離(li)子介(jie)質(zhi)(zhi)中,很(hen)(hen)少發(fa)生(sheng)在氫氧化物介(jie)質(zhi)(zhi)中;晶間(jian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)生(sheng)在一般(ban)的(de)水溶(rong)(rong)液(ye)介(jie)質(zhi)(zhi)中。影響不銹鋼(gang)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素有氯(lv)離(li)子水溶(rong)(rong)液(ye)和堿性溶(rong)(rong)液(ye)。發(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)很(hen)(hen)難確定,并且(qie)往往是很(hen)(hen)低的(de),一般(ban)的(de)焊接殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)均大于應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)臨界應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)。
奧氏(shi)體不銹鋼的氯(lv)離(li)子(zi)應(ying)力腐(fu)蝕: 奧氏體不銹鋼氯(lv)離子應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)是穿晶應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。影響應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)因(yin)素(su)有:氯(lv)離子濃度(du)、含(han)氧量(liang)、溫度(du)、應(ying)(ying)(ying)力大小(xiao)和溶液的(de)pH值。一般(ban)(ban)來說(shuo),當氯(lv)離子含(han)量(liang)大于(yu)300×106時(shi)(shi),會(hui)產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi);當氯(lv)離子含(han)量(liang)小(xiao)于(yu)20×106時(shi)(shi),不會(hui)產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。很多(duo)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)發生(sheng)于(yu)75℃以(yi)上;而低于(yu)50℃,一般(ban)(ban)不會(hui)產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。
堿(jian)性應力腐蝕開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不銹鋼中鎳含量對應力腐蝕的影響: 當不銹鋼(gang)(gang)的(de)含(han)鎳(nie)(nie)量(liang)在8%~12%之(zhi)間(jian)時,發(fa)生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)傾向性最大(da),而(er)不銹鋼(gang)(gang)304、316的(de)含(han)鎳(nie)(nie)量(liang)正(zheng)好在此(ci)(ci)區間(jian)。降低含(han)鎳(nie)(nie)量(liang)雖可(ke)提高其(qi)抗應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力,但會使不銹鋼(gang)(gang)內鐵素體增加。增加不銹鋼(gang)(gang)中的(de)鎳(nie)(nie)含(han)量(liang),也可(ke)提高不銹鋼(gang)(gang)的(de)抗應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力。因此(ci)(ci),可(ke)以認為,含(han)鎳(nie)(nie)量(liang)大(da)于22%時不會產生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)。
奧氏(shi)體(ti)不銹鋼焊縫(feng)的應力腐蝕: 在氯離子溶液(ye)中,有(you)應(ying)力(li)(li)(li)作(zuo)用(yong)的(de)奧氏體(ti)不銹鋼都(dou)會(hui)產生穿晶(jing)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)。焊接(jie)部位特別容易產生應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi),是(shi)由(you)于以下三個原因(yin):一是(shi)焊接(jie)部位殘留有(you)很大的(de)拉伸應(ying)力(li)(li)(li)(除非(fei)進行焊后熱處理);二是(shi)焊接(jie)部位常常是(shi)應(ying)力(li)(li)(li)集中的(de)地方;三是(shi)加熱會(hui)產生一些對(dui)應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)敏(min)感的(de)金(jin)相(xiang)組(zu)織。為了防(fang)止晶(jing)間應(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi),焊后進行熱處理是(shi)十分必要和有(you)效的(de)。
④. 晶間腐(fu)蝕
當不(bu)銹鋼含碳(tan)量大(da)于(yu)0.5%,經過500℃~900℃加熱(re)后,對晶間(jian)腐蝕最為敏感,而這(zhe)個溫(wen)度(du)范圍正好在(zai)焊接(jie)區(qu)域的(de)(de)溫(wen)度(du)范圍內。不(bu)銹鋼焊縫對晶間(jian)腐蝕的(de)(de)敏感程度(du)取決(jue)于(yu)焊接(jie)參數及板厚,因(yin)為這(zhe)些參數決(jue)定(ding)了鋼材處于(yu)臨界溫(wen)度(du)的(de)(de)時間(jian)。鋼材的(de)(de)敏化溫(wen)度(du)與時間(jian)的(de)(de)關(guan)系(xi)如圖1-6所示(shi)。在(zai)圖1-6中,曲線表示(shi)碳(tan)化物析(xi)出所需的(de)(de)時間(jian)與碳(tan)含量的(de)(de)關(guan)系(xi),曲線的(de)(de)右邊表示(shi)碳(tan)化物已析(xi)出。
影(ying)響奧(ao)氏體不銹鋼焊縫(feng)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)的因(yin)素,與影(ying)響奧(ao)氏體不銹鋼晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)的因(yin)素相似:
A. 金(jin)屬的(de)化學組成和金(jin)相(xiang)組織,主要成分(fen)是(shi)碳(tan)含量(liang),碳(tan)含量(liang)高(gao)是(shi)有(you)害的(de)。鐵素體的(de)存在(zai)可以(yi)防止晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕,但(dan)粗大的(de)晶(jing)(jing)粒會加速晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕;
B. 焊(han)接前鋼(gang)材(cai)的受熱情況,如(ru)果鋼(gang)材(cai)受過550℃~850℃加(jia)熱則鋼(gang)材(cai)容易發生晶(jing)間腐蝕;
C. 加工焊接過程(cheng)中、使用過程(cheng)中存在(zai)應力;
D. 工作環境(jing)(jing):不(bu)銹(xiu)鋼在腐蝕環境(jing)(jing)中(zhong)易發生(sheng)(sheng)(sheng)晶間(jian)(jian)腐蝕。但是(shi),不(bu)是(shi)所有的(de)環境(jing)(jing)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)焊縫晶間(jian)(jian)腐蝕,只有在氧化性(xing)環境(jing)(jing)下才會(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)焊縫品(pin)間(jian)(jian)腐蝕,焊縫晶間(jian)(jian)腐蝕經常發生(sheng)(sheng)(sheng)在中(zhong)等(deng)氧化性(xing)環境(jing)(jing)中(zhong)。
防止焊縫晶間腐(fu)蝕(shi)的措(cuo)施:
a.對(dui)厚板,焊后(hou)應進行熱處(chu)理;
b.選(xuan)擇穩定(ding)性好(hao)的低碳不銹(xiu)鋼(gang),如(ru)304L、347等;
c.適量低(di)溫加(jia)熱(線能量3kJ/cm,層(ceng)間溫度低(di)于175℃);
d.焊(han)接(jie)材(cai)料(焊(han)絲)碳(tan)含量(liang)應是極低(di)的,最大限(xian)度地降低(di)碳(tan)在(zai)焊(han)縫金屬中(zhong)的含量(liang),達到低(di)于(yu)碳(tan)在(zai)18-8型不(bu)銹鋼中(zhong)室溫溶解極限(xian)值以(yi)下,使碳(tan)不(bu)可能與鉻(ge)生(sheng)成鉻(ge)的碳(tan)化物,從(cong)而從(cong)根本上消(xiao)除晶(jing)界的貧鉻(ge)區;
e.提高焊(han)(han)接材料(焊(han)(han)絲)的(de)(de)(de)(de)鈦(tai)、鈮、鉭和鋯等的(de)(de)(de)(de)含量,在焊(han)(han)縫(feng)金屬中滲入比鉻(ge)更容易與(yu)碳(tan)(tan)(tan)結合的(de)(de)(de)(de)穩定化元素,如鈦(tai)、鈮、鉭和鋯等。一般認為鈦(tai)碳(tan)(tan)(tan)比大(da)于5倍時(shi),才(cai)能(neng)提高抗晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。而試驗結果認為鈦(tai)碳(tan)(tan)(tan)比大(da)于或(huo)等于6.7倍時(shi),才(cai)有明顯的(de)(de)(de)(de)效果;大(da)于7.8倍時(shi),才(cai)能(neng)徹底(di)地改善(shan)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)傾向。這(zhe)是由于鈦(tai)能(neng)充分地將碳(tan)(tan)(tan)化鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)置換(huan)出來,消(xiao)除(chu)了晶界的(de)(de)(de)(de)貧鉻(ge)地帶(dai),從(cong)而改善(shan)了抗腐(fu)蝕(shi)(shi)性。
通(tong)過使用低碳(tan)不(bu)銹鋼和焊接(jie)材(cai)料(焊絲(si)),可以克服焊縫(feng)晶間腐蝕。但是也(ye)存(cun)在(zai)以下缺點:
I. 低碳不銹鋼焊縫強(qiang)度低;
II. 具(ju)有穩定組織結構的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)易熱裂(lie)。
具有(you)穩定組織(zhi)的不銹(xiu)鋼容(rong)易在局部析(xi)出(chu)碳化物,從而導致晶間腐(fu)蝕,這種晶間腐(fu)蝕也(ye)稱作刀口腐(fu)蝕。
⑤. 刀口腐(fu)蝕
當焊接321、347不(bu)(bu)銹(xiu)鋼時(shi),受熱部分的溫度(du)高(gao)達1150℃,這(zhe)個溫度(du)導致TiC和NbC部分析出。這(zhe)時(shi),碳(tan)在靠(kao)近焊縫(feng)處富集成一個很窄的富集區域,在焊縫(feng)冷卻(que)時(shi),形成碳(tan)鉻化合物。這(zhe)個碳(tan)富集區域,只有幾個晶粒寬,能長(chang)久形成一條細線,稱晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)線,也叫刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)。含(han)(han)鈮不(bu)(bu)銹(xiu)鋼比含(han)(han)鈦(tai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼更能抵(di)抗刀(dao)口腐(fu)蝕(shi),提高(gao)熱處理溫度(du)不(bu)(bu)能消除刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)。刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)與晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)有以下區別:
A. 刀口(kou)腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)在(zai)緊鄰焊(han)縫很窄的區域(yu)(yu)內(nei),而焊(han)縫晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)發生(sheng)在(zai)離焊(han)縫較(jiao)遠的區域(yu)(yu);
B. 刀口腐蝕發(fa)生在穩定(ding)型不銹(xiu)鋼中;
C. 受熱(re)的(de)情(qing)況(kuang)不一(yi)樣。
通(tong)過適當(dang)選擇焊接(jie)參數及熱處理參數可(ke)避免刀口(kou)腐蝕。
四、奧氏體不銹鋼的工藝性能
1. 成(cheng)型性(xing)能
在低溫(wen)(wen)環境中有(you)良好(hao)的組織穩(wen)定性,因此冷(leng)變形、深沖壓性能都很好(hao)。可(ke)在室溫(wen)(wen)下(xia)進(jin)行冷(leng)軋(ya)、冷(leng)拔,也可(ke)承(cheng)受(shou)彎曲、深拉等(deng)冷(leng)加工(gong)。該類鋼具有(you)冷(leng)作硬化傾(qing)向,冷(leng)加工(gong)后強度(du)明顯(xian)上升(sheng),而塑性下(xia)降。
2. 焊接性能
具有良好的焊接性能,焊件經焊接后無(wu)需進行(xing)熱處理。
3. 表面(mian)處理工藝
耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性能良好,在使用中一般(ban)不需(xu)要表(biao)面處理(li)。為(wei)了(le)進一步改善(shan)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕性能,可采用鈍化處理(li)工藝。