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、奧氏體(ti)不銹鋼(gang)在高溫與低溫環境(jing)中的(de)機械(xie)性能
奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)因為其具有較高的抗腐蝕性(xing)(xing),而被廣泛應(ying)(ying)用于(yu)腐蝕環(huan)境中。同時,奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)在高溫(wen)或低溫(wen)環(huan)境下,也具有很優異的機械性(xing)(xing)能,因而在工業生產中得到十分廣泛的應(ying)(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(gang))、OCr17Ni12Mo2(316不銹鋼)、00Cr17Ni14Mo2(316L不(bu)銹(xiu)鋼)和0Cr18Ni11Nb(347不銹鋼(gang))等都被廣泛地用于液化氣的儲存與運輸。
在(zai)溫(wen)(wen)度(du)高(gao)(gao)(gao)達600℃時(shi),奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)也有(you)很好(hao)的蠕變強度(du)。如(ru)果(guo)在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)加入(ru)釩、鈮或鈦,在(zai)高(gao)(gao)(gao)于600℃的環境(jing)下(xia)也具(ju)有(you)很好(hao)的蠕變強度(du);在(zai)奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)加入(ru)鈮和鈦,雖然可提高(gao)(gao)(gao)其高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)蠕變強度(du),但其低(di)溫(wen)(wen)韌性也跟著降低(di)了(le)。因為在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)時(shi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面結成(cheng)一(yi)層致密的氧(yang)(yang)化膜,所以其在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)時(shi)耐氧(yang)(yang)化性很好(hao)。
二、合金成分(fen)和顯微(wei)結構
在可焊不銹(xiu)鋼中最重要的(de)(de)顯微(wei)結構是(shi)鐵素體(ti)和奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti),盡管鉻與(yu)鎳(nie)是(shi)最主(zhu)要的(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素,但其他(ta)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分對不銹(xiu)鋼組織(zhi)(zhi)性(xing)能也有很大影響。所以,鉻、鎳(nie)及其他(ta)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)成(cheng)分對顯微(wei)組織(zhi)(zhi)結構的(de)(de)影響也應同時考慮。鉬、鈷和鈦促進(jin)(jin)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)骨架中δ-鐵素體(ti)的(de)(de)形(xing)成(cheng),這些合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素稱為鐵素體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素;另一方面,銅(tong)、錳、碳、氮和鎳(nie)能促進(jin)(jin)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng),這些合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)(yuan)素被稱為奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)(yuan)素。
三、奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的耐腐蝕性
奧氏體不銹鋼是(shi)靠其(qi)表面的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)隔斷鋼材與環境的(de)(de)聯系而達到(dao)防腐(fu)(fu)蝕(shi)目的(de)(de)的(de)(de)。這(zhe)層(ceng)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo),厚度為20A~30A,成分為Cr2O3,極(ji)其(qi)致(zhi)密,與一般(ban)的(de)(de)化(hua)(hua)學品(pin)不反應(ying),氧(yang)或(huo)其(qi)他腐(fu)(fu)蝕(shi)物質無(wu)法通過(guo)這(zhe)層(ceng)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)去腐(fu)(fu)蝕(shi)內層(ceng)金屬。如果(guo)這(zhe)層(ceng)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)被破(po)壞(huai),在有氧(yang)的(de)(de)環境下立即會(hui)生(sheng)成新(xin)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo);另一方面,不銹鋼不耐應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi),其(qi)原因(yin)是(shi)在裂紋處有氧(yang)的(de)(de)富集效(xiao)應(ying),引(yin)起應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)。
(1) σ相
σ 相(xiang)是一種金屬間化合物,在(zai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中存在(zai)時(shi),會(hui)嚴(yan)重降低不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)延伸(shen)性(xing)和韌性(xing),同時(shi)使不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼不(bu)(bu)(bu)耐應(ying)力腐(fu)(fu)蝕和其(qi)他(ta)形式的(de)腐(fu)(fu)蝕。σ相(xiang)的(de)存在(zai)是造成(cheng)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼焊縫延伸(shen)率低的(de)原因所在(zai),所以(yi),當焊縫從982℃冷(leng)卻到537℃時(shi),應(ying)快速冷(leng)卻以(yi)防(fang)止大量σ相(xiang)的(de)生成(cheng)。快速冷(leng)卻時(shi),可能(neng)還會(hui)形成(cheng)少量σ相(xiang),但(dan)因其(qi)數量少而不(bu)(bu)(bu)會(hui)對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)性(xing)能(neng)產生影(ying)響。新超級奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,由于加入(ru)了氮,可阻止σ相(xiang)的(de)形成(cheng),因而可加工成(cheng)厚板(ban)。
(2)氧化(hua)鈍化(hua)膜(mo)與活性環境
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面在(zai)自然環境(jing)中是鈍化的(de),當(dang)把(ba)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼表(biao)面的(de)氧化膜擦(ca)去(qu),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼就暴露于活性環境(jing)中,當(dang)氯離子的(de)濃度(du)較高時(如在(zai)海水(shui)中),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼就會(hui)產生腐蝕(shi)。
a. 對化學品的抗腐蝕(shi)性能 不(bu)銹(xiu)鋼對(dui)各種(zhong)濃度和溫度的(de)硝(xiao)酸的(de)的(de)抗蝕性能(neng)較好,304不(bu)銹(xiu)鋼廣泛應用(yong)于(yu)硝(xiao)酸工業(ye),但不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)耐(nai)硫酸腐(fu)蝕。
b. 海(hai)水(shui)對不(bu)銹(xiu)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(di)抗各(ge)種腐蝕的能(neng)力 一(yi)般來說(shuo),含(han)鉻(ge)越高,不銹鋼耐蝕性越強。不銹鋼可以抗均勻腐(fu)蝕、磨損腐(fu)蝕及堿性腐(fu)蝕;但是,在一(yi)定條件下,不銹鋼不耐局部腐(fu)蝕。
(3) 電化學腐(fu)蝕
當不(bu)(bu)銹鋼與異種金屬接(jie)觸時,就要考慮電(dian)化學腐蝕。但是,如果不(bu)(bu)銹鋼是正極,則不(bu)(bu)會產生電(dian)流(liu)腐蝕。因此,應仔細(xi)選擇不(bu)(bu)銹鋼的焊接(jie)材料及不(bu)(bu)銹鋼設備的緊(jin)固件。
(4)局部(bu)腐蝕
在一(yi)定(ding)條件(jian)下,不(bu)銹鋼對局部腐蝕(shi)是十(shi)分敏感的。在化工廠中(zhong),60%的不(bu)銹鋼設備的損壞(huai)是由于點腐蝕(shi)、裂紋(wen)腐蝕(shi)、應(ying)力(li)腐蝕(shi)開裂,同時還有(you)晶間腐蝕(shi)造成的。操作(zuo)條件(jian)及環境因(yin)素,如:pH值、溫度、氯離子、氧(yang)含量等對不(bu)銹鋼的性能(neng)也有(you)影響(xiang)。
不銹鋼的(de)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)有:點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)、間(jian)(jian)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)和晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)等。
①. 不銹鋼的(de)點(dian)腐(fu)蝕
不銹鋼的(de)抗腐(fu)(fu)性(xing)能,依賴(lai)于其表面(mian)的(de)氧(yang)化(hua)膜(mo),而(er)氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)取(qu)決于鉬、鎳(nie)與(yu)鉻的(de)含量。另外,對氧(yang)化(hua)膜(mo)抗點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能有(you)貢(gong)獻的(de)元素是氮(dan),如(ru)果(guo)氧(yang)化(hua)膜(mo)被(bei)破壞,或者氧(yang)化(hua)膜(mo)不完整(如(ru)鋼表面(mian)化(hua)學成分(fen)不均勻),或有(you)氯(lv)離子(zi)存在,就會(hui)(hui)產生點蝕(shi)(shi)。與(yu)焊接有(you)關(guan)的(de)缺陷,如(ru):雜(za)質、第二相(xiang)、電(dian)弧(hu)沖(chong)擊處、飛濺物等都是點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)發生的(de)地方(fang)(fang)。在微觀結構方(fang)(fang)面(mian),硫化(hua)錳雜(za)質、δ-鐵(tie)素體、σ相(xiang)都會(hui)(hui)引起點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
②. 不銹(xiu)鋼的隙腐蝕
因(yin)為金屬與金屬的(de)連接,墊片(pian)、金屬表(biao)面(mian)結垢(gou)等,會形成一些(xie)間隙或凹(ao)槽,從而導(dao)致間隙腐蝕(shi)。很多(duo)因(yin)素影響間隙腐蝕(shi)的(de)發生(sheng)及(ji)擴散。
A. 幾(ji)何(he)尺寸因(yin)素(su):間隙(xi)類型(金(jin)(jin)屬-金(jin)(jin)屬,金(jin)(jin)屬-異種金(jin)(jin)屬)、間隙(xi)深度(du)、內外面積比等。
B. 環境因素:含氧(yang)量、氧(yang)離子濃(nong)度(du)(du)、pH值、溫度(du)(du)、擴散與對流、微(wei)生(sheng)物影響等(deng)。
C. 電(dian)化學反應:金(jin)屬溶解、氧消耗、氫產(chan)生等(deng)。
D. 冶(ye)金(jin)因素:金(jin)屬組(zu)織不純、表面氧化、鈍化膜的特(te)性等。
不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕與間隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕的(de)比較(jiao) 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕與間隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕產(chan)生(sheng)的(de)機理不(bu)(bu)同,但(dan)它們的(de)擴(kuo)散機理卻是(shi)相同的(de)。點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕要有(you)較(jiao)高的(de)氯離子濃(nong)度才發(fa)(fa)生(sheng),間隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕在(zai)較(jiao)低(di)的(de)氯離子濃(nong)度下也會發(fa)(fa)生(sheng)。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在(zai)某一溶液中不(bu)(bu)會產(chan)生(sheng)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕,但(dan)有(you)可(ke)能發(fa)(fa)生(sheng)間隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕。在(zai)金相結構上(shang),控制發(fa)(fa)生(sheng)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕的(de)措(cuo)施一樣可(ke)以控制間隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕發(fa)(fa)生(sheng),如(ru),消除硫化錳(meng)(meng)雜質,同時能提高不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼耐點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕與間隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)(fu)蝕的(de)能力。消除硫化錳(meng)(meng)的(de)途徑有(you)3個:降低(di)錳(meng)(meng)含量(liang)(liang)、降低(di)硫含量(liang)(liang)和加(jia)入鈦或Zr(鋯)。
③. 不銹鋼的應力(li)腐(fu)蝕
所有不(bu)銹(xiu)鋼都會(hui)遇到應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂的(de)問題,很多環(huan)境因(yin)素(su)與應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有關。根據(ju)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)機理,可(ke)將應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)分為穿晶(jing)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和晶(jing)間應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。穿晶(jing)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)主要發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在含氯離(li)子介質(zhi)中(zhong)(zhong),很少發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在氫(qing)氧化物介質(zhi)中(zhong)(zhong);晶(jing)間應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)在一般的(de)水(shui)溶(rong)液介質(zhi)中(zhong)(zhong)。影響不(bu)銹(xiu)鋼應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)主要因(yin)素(su)有氯離(li)子水(shui)溶(rong)液和堿性溶(rong)液。發(fa)(fa)(fa)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)臨界應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力很難確(que)定,并且往(wang)往(wang)是很低的(de),一般的(de)焊(han)接殘余應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力均大(da)于應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)臨界應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力。
奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼的氯離子應力腐蝕: 奧氏體(ti)不銹鋼氯(lv)離子(zi)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(de)因素有:氯(lv)離子(zi)濃度、含氧量、溫度、應(ying)(ying)力(li)(li)大小和溶液的(de)pH值。一般(ban)(ban)來說,當氯(lv)離子(zi)含量大于(yu)300×106時,會(hui)產生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi);當氯(lv)離子(zi)含量小于(yu)20×106時,不會(hui)產生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。很多應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)發生于(yu)75℃以(yi)上;而低于(yu)50℃,一般(ban)(ban)不會(hui)產生應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
堿性應力腐蝕開裂: 在120℃以上不銹鋼會產生堿性應力腐蝕。
不(bu)銹鋼中鎳含(han)量對應力腐蝕的(de)影(ying)響: 當不(bu)銹鋼(gang)的(de)含鎳(nie)量在(zai)8%~12%之間時,發生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)的(de)傾向性(xing)最(zui)大,而不(bu)銹鋼(gang)304、316的(de)含鎳(nie)量正好在(zai)此區間。降(jiang)低含鎳(nie)量雖可提高(gao)其抗應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)能(neng)力(li),但會(hui)使不(bu)銹鋼(gang)內鐵素體增(zeng)加。增(zeng)加不(bu)銹鋼(gang)中的(de)鎳(nie)含量,也可提高(gao)不(bu)銹鋼(gang)的(de)抗應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)能(neng)力(li)。因此,可以認為,含鎳(nie)量大于(yu)22%時不(bu)會(hui)產(chan)生應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)。
奧氏體不銹鋼焊縫的應力腐蝕: 在氯離子(zi)溶液中,有(you)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用(yong)的(de)(de)奧氏體不銹鋼都會產(chan)生穿晶應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕。焊(han)接部(bu)位特別容(rong)易產(chan)生應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕,是(shi)由于以下三個原(yuan)因:一是(shi)焊(han)接部(bu)位殘留有(you)很(hen)大的(de)(de)拉伸應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(除非進行焊(han)后熱(re)處(chu)理(li));二是(shi)焊(han)接部(bu)位常常是(shi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中的(de)(de)地方;三是(shi)加(jia)熱(re)會產(chan)生一些對應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕敏感的(de)(de)金相組織。為了防止晶間應(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕,焊(han)后進行熱(re)處(chu)理(li)是(shi)十(shi)分必要和有(you)效的(de)(de)。
④. 晶間腐蝕
當不銹鋼(gang)含(han)碳量大于0.5%,經過500℃~900℃加熱后,對(dui)晶(jing)間(jian)腐蝕最為(wei)敏感,而這(zhe)個溫(wen)(wen)度范圍(wei)正好(hao)在焊接區域的(de)溫(wen)(wen)度范圍(wei)內。不銹鋼(gang)焊縫對(dui)晶(jing)間(jian)腐蝕的(de)敏感程度取決于焊接參數及板厚,因為(wei)這(zhe)些(xie)參數決定(ding)了鋼(gang)材處于臨界溫(wen)(wen)度的(de)時間(jian)。鋼(gang)材的(de)敏化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度與(yu)時間(jian)的(de)關系如圖(tu)1-6所示。在圖(tu)1-6中,曲線表示碳化(hua)(hua)物析(xi)出(chu)所需(xu)的(de)時間(jian)與(yu)碳含(han)量的(de)關系,曲線的(de)右(you)邊表示碳化(hua)(hua)物已(yi)析(xi)出(chu)。
影(ying)響(xiang)(xiang)奧氏體不銹鋼焊縫晶間腐蝕(shi)的因(yin)(yin)素(su),與影(ying)響(xiang)(xiang)奧氏體不銹鋼晶間腐蝕(shi)的因(yin)(yin)素(su)相似:
A. 金(jin)屬(shu)的(de)化(hua)學(xue)組成和(he)金(jin)相組織(zhi),主(zhu)要成分是碳含(han)(han)量,碳含(han)(han)量高是有害的(de)。鐵素體的(de)存在(zai)可(ke)以防止晶間腐蝕,但粗大(da)的(de)晶粒會加速晶間腐蝕;
B. 焊接前鋼材的受熱情況,如果鋼材受過550℃~850℃加熱則鋼材容易發生(sheng)晶間腐蝕;
C. 加工(gong)焊接過(guo)程中(zhong)、使用(yong)過(guo)程中(zhong)存在應(ying)力(li);
D. 工(gong)作環(huan)境:不銹鋼在(zai)(zai)腐(fu)蝕環(huan)境中易發(fa)生(sheng)(sheng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕。但是,不是所有的環(huan)境都(dou)會(hui)產生(sheng)(sheng)焊(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕,只有在(zai)(zai)氧(yang)(yang)化性環(huan)境下才會(hui)產生(sheng)(sheng)焊(han)縫(feng)品間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕,焊(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)(jian)(jian)腐(fu)蝕經常發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)中等氧(yang)(yang)化性環(huan)境中。
防止焊縫晶間腐蝕的措(cuo)施:
a.對厚板,焊后應進行熱處(chu)理;
b.選擇穩定性好的低碳不銹鋼,如304L、347等;
c.適量低溫(wen)(wen)加熱(線能量3kJ/cm,層間溫(wen)(wen)度低于175℃);
d.焊接材料(焊絲(si))碳(tan)含量應是極低的,最(zui)大限度地(di)降低碳(tan)在焊縫金屬中(zhong)的含量,達到低于(yu)碳(tan)在18-8型不銹鋼中(zhong)室(shi)溫(wen)溶解極限值以下,使碳(tan)不可能與鉻(ge)生成(cheng)鉻(ge)的碳(tan)化物,從而(er)從根本上(shang)消除晶界的貧鉻(ge)區;
e.提高(gao)焊接材料(焊絲(si))的(de)(de)(de)鈦(tai)(tai)、鈮、鉭和鋯(gao)等(deng)的(de)(de)(de)含量,在焊縫(feng)金屬中(zhong)滲入比(bi)鉻(ge)更容易與碳結(jie)合的(de)(de)(de)穩定(ding)化元素,如鈦(tai)(tai)、鈮、鉭和鋯(gao)等(deng)。一般認為鈦(tai)(tai)碳比(bi)大于5倍(bei)時(shi),才能(neng)提高(gao)抗晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)能(neng)力。而試驗結(jie)果認為鈦(tai)(tai)碳比(bi)大于或(huo)等(deng)于6.7倍(bei)時(shi),才有明顯的(de)(de)(de)效果;大于7.8倍(bei)時(shi),才能(neng)徹底地改(gai)善晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)(de)(de)傾(qing)向(xiang)。這是由(you)于鈦(tai)(tai)能(neng)充(chong)分地將碳化鉻(ge)的(de)(de)(de)鉻(ge)置換出(chu)來,消除了晶(jing)界的(de)(de)(de)貧(pin)鉻(ge)地帶,從而改(gai)善了抗腐蝕(shi)性。
通過使用低(di)碳不銹(xiu)鋼和焊(han)接材料(liao)(焊(han)絲),可以克服(fu)焊(han)縫(feng)晶間腐蝕。但是也(ye)存在以下缺(que)點:
I. 低碳不(bu)銹鋼焊縫強度(du)低;
II. 具有(you)穩定組織結(jie)構(gou)的不銹鋼易熱裂。
具有穩(wen)定組織的(de)不銹鋼容(rong)易在局(ju)部析出碳化物,從而導(dao)致晶間腐(fu)蝕(shi),這種晶間腐(fu)蝕(shi)也稱作刀口腐(fu)蝕(shi)。
⑤. 刀口腐(fu)蝕
當焊(han)(han)接321、347不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)時(shi),受熱(re)部(bu)分(fen)的溫度高達(da)1150℃,這個溫度導致(zhi)TiC和NbC部(bu)分(fen)析出(chu)。這時(shi),碳在(zai)靠近焊(han)(han)縫處(chu)富(fu)集成一(yi)個很窄(zhai)的富(fu)集區域,在(zai)焊(han)(han)縫冷卻(que)時(shi),形(xing)成碳鉻化合物。這個碳富(fu)集區域,只有幾個晶粒(li)寬,能長(chang)久形(xing)成一(yi)條細線,稱晶間腐(fu)蝕(shi)線,也叫刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)。含鈮(ni)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)比含鈦不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更(geng)能抵抗刀(dao)口腐(fu)蝕(shi),提高熱(re)處(chu)理溫度不能消(xiao)除(chu)刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)。刀(dao)口腐(fu)蝕(shi)與晶間腐(fu)蝕(shi)有以下區別:
A. 刀口腐蝕(shi)(shi)發生在緊(jin)鄰焊縫(feng)很窄(zhai)的區域內,而(er)焊縫(feng)晶間腐蝕(shi)(shi)發生在離(li)焊縫(feng)較(jiao)遠的區域;
B. 刀口腐蝕發(fa)生在穩(wen)定型不(bu)銹鋼中;
C. 受熱的情況不(bu)一樣。
通過適當(dang)選擇焊接參數及熱處(chu)理參數可避(bi)免刀口腐蝕。
四、奧氏體不銹鋼的工藝性能
1. 成型性能
在(zai)低溫(wen)環境中(zhong)有良好(hao)的組織穩定性,因此(ci)冷變形、深(shen)沖壓性能都很好(hao)。可在(zai)室溫(wen)下進行冷軋(ya)、冷拔,也可承受彎曲、深(shen)拉等(deng)冷加工。該類鋼具有冷作硬(ying)化傾向,冷加工后強(qiang)度明顯上(shang)升,而塑性下降(jiang)。
2. 焊接性(xing)能(neng)
具有良好的焊(han)接性能,焊(han)件經焊(han)接后無需進(jin)行熱處理(li)。
3. 表面處理工藝
耐(nai)腐蝕性能良好,在使用(yong)中一般不(bu)需(xu)要表面處理。為(wei)了(le)進一步改善耐(nai)腐蝕性能,可(ke)采用(yong)鈍化處理工(gong)藝。