奧氏體型不銹(xiu)鋼都具有非常好的塑性和韌性,這決定了它具有良好的彎折、卷曲和沖壓成型性,因而常常被用來制成各種形狀的構件、容器或管道。這樣一來,奧氏體(ti)不銹鋼被焊接的機會也因此比其他不銹鋼大得多。這類鋼的韌性、塑性本來就好,又不會發生任何的淬火硬化,所以,盡管其線膨脹系數比碳鋼大得多,焊接過程中的彈、塑性應力和應變量很大,卻極少出現冷裂紋。奧氏體不銹(xiu)鋼焊接接頭不存在淬火硬化區,又由于它有很強的加工硬化能力,所以,即使受焊接熱影響而軟化的區域,其抗拉強度仍然不低。可以這樣認為,只要是不誤用焊接填充材料,焊接接頭強度不是焊接性的重點。該類鋼的熱脹冷縮特別大,所帶來的焊接性問題,主要有兩個:一個是熱裂紋問題,這與該類鋼的晶界特性和對某些微量雜質如硫、磷等敏感有關;另一個則是焊接變形較大的問題。


  奧氏體型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)特(te)(te)別優良,這是其獲(huo)得最為(wei)廣(guang)泛應(ying)用(yong)調焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)各(ge)(ge)種耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)力。人(ren)們針對各(ge)(ge)種腐(fu)蝕(shi)(shi)環境(jing)(jing)和(he)腐(fu)蝕(shi)(shi)機理,選用(yong)各(ge)(ge)種耐不同腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)奧氏體型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。因此,對于相應(ying)于每一(yi)種用(yong)于某種特(te)(te)定環境(jing)(jing)中的(de)(de)不同鋼(gang)種,焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)都應(ying)滿足其在特(te)(te)定環境(jing)(jing)中的(de)(de)特(te)(te)殊耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)要求。于是,焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)問題自然也是焊(han)(han)接(jie)(jie)工作(zuo)者(zhe)不可回避的(de)(de),必須(xu)面對的(de)(de)最主要問題,也應(ying)是不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)管生產(chan)廠關注的(de)(de)主題。


   奧氏體不銹鋼(gang)(gang)是(shi)使用最為廣泛的(de)不銹鋼(gang)(gang),這和它具(ju)有(you)良好的(de)機械性(xing)能、耐腐蝕性(xing)能,其(qi)焊(han)接(jie)性(xing)在(zai)高合金鋼(gang)(gang)中被認(ren)為是(shi)最好的(de)有(you)關。鉻-鎳奧氏體鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)良好的(de)焊(han)接(jie)性(xing),無(wu)(wu)淬硬(ying)(ying)性(xing),因(yin)而(er)在(zai)熱影響區內無(wu)(wu)淬硬(ying)(ying)現象,同時也無(wu)(wu)晶(jing)粒粗大化(hua)。但在(zai)焊(han)接(jie)中存在(zai)以下問題(ti):


一、碳化(hua)鉻的(de)形成,降低了焊接接頭抗(kang)晶間腐蝕的(de)能(neng)力


  奧氏體不銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐蝕的情況:焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀(dao)狀腐蝕。關于奧氏體鋼晶間腐蝕的機理,一般用“貧鉻”理論來解釋。在固溶狀態下,奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中,過飽和的碳將以Cr23C6。的形式沿晶界析出。Cr23C6中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量,因而使晶界附近含鉻量顯著下降,晶內的鉻原子又來不及擴散及時補充,故形成貧鉻層(Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內低得很多,在腐蝕質的作用下,電極電位低的晶界將成為陽極,被腐蝕溶解。


   1. 焊縫晶間腐蝕(shi)和母材上敏化溫度區腐蝕(shi)


   18-8型不銹鋼(gang)在450℃~850℃加(jia)熱時(shi),具有晶間(jian)腐蝕傾向,這(zhe)一溫(wen)度范圍稱為(wei)敏(min)化溫(wen)度區間(jian)。


    焊(han)縫晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕可有兩種(zhong)情況(kuang),一種(zhong)情況(kuang)為焊(han)接(jie)線能(neng)量過(guo)大或多層焊(han)時(shi)焊(han)縫金(jin)屬(shu)在敏化(hua)溫度區間(jian)停留時(shi)間(jian)過(guo)長所引(yin)起,即(ji)焊(han)接(jie)狀態下(xia)已有碳(tan)化(hua)鉻(ge)析(xi)出而形成(cheng)貧鉻(ge)層;另一種(zhong)情況(kuang)是焊(han)接(jie)狀態下(xia)耐蝕性良好(hao),焊(han)后經受了敏化(hua)加熱的條(tiao)件(jian),因(yin)而具(ju)有晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕傾向。


   熱(re)影響區、敏(min)化區的(de)晶間腐蝕傾向也是由(you)于形成貧鉻層所致。但因為(wei)(wei)焊接(jie)熱(re)循環具有快速(su)連續加(jia)熱(re)的(de)特(te)點,碳化鉻的(de)析出需要在更高(gao)的(de)溫(wen)度下(xia)才能較快進行,因此,焊接(jie)接(jie)頭的(de)敏(min)化區溫(wen)度范圍為(wei)(wei)600℃~1000℃,高(gao)于平衡加(jia)熱(re)條(tiao)件下(xia)的(de)敏(min)化區溫(wen)度450℃~850℃。


  焊(han)縫和(he)(he)熱影響區晶間腐蝕(shi)傾向(xiang)與含碳量、加熱溫度和(he)(he)保溫時間等因素(su)有關。因此,為提高焊(han)接接頭抗晶腐蝕(shi)能力,一(yi)般(ban)宜采取(qu)以下措施(shi):

 

  ①. 減小母材及焊縫中的含碳量,使加熱時減少或避免Cr32C6析出,消除產生貧鉻層的機會。例如,超低碳(C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低,具有優良的抗蝕性能,但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。


  ②. 在鋼中添(tian)加穩定化元素鈦(tai)、鈮等,使之優先形成MC,而避免形成貧鉻層。


  ③. 使(shi)焊(han)縫形(xing)成(cheng)奧(ao)氏體(ti)加少量(liang)鐵素體(ti)的(de)(de)(de)雙相組織。當焊(han)縫中(zhong)存在(zai)一定數量(liang)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)時(shi),可(ke)以細(xi)化晶粒,增加晶界面積,使(shi)晶界單(dan)位面積上的(de)(de)(de)碳(tan)化鉻析出量(liang)減少,減輕貧鉻程度。鉻在(zai)鐵素體(ti)中(zhong)溶(rong)解(jie)度較(jiao)大(da),Cr2C6優先(xian)在(zai)鐵素體(ti)中(zhong)形(xing)成(cheng),而不致使(shi)奧(ao)氏體(ti)晶界貧鉻;此外,散(san)布在(zai)奧(ao)氏體(ti)之(zhi)間的(de)(de)(de)鐵素體(ti),還(huan)可(ke)能(neng)防(fang)止腐蝕沿晶界向內部擴展。


  ④. 控制在敏化溫度區間(jian)(jian)的(de)(de)停留時(shi)間(jian)(jian)。調(diao)整焊(han)接熱(re)循環,盡可能(neng)縮短600℃以(yi)上的(de)(de)高(gao)溫停留時(shi)間(jian)(jian),以(yi)防止焊(han)縫(feng)(feng)及熱(re)影響區大量(liang)析出碳化鉻。如選擇能(neng)量(liang)密度高(gao)的(de)(de)焊(han)接方(fang)法(fa)(如等離子(zi)弧(hu)焊(han)),選用較(jiao)小的(de)(de)焊(han)接線能(neng)量(liang),焊(han)縫(feng)(feng)背面通氬氣或采用銅墊(dian)增(zeng)加焊(han)接接頭的(de)(de)冷卻速(su)度,減少起弧(hu)、收弧(hu)次數以(yi)避免重(zhong)復(fu)加熱(re),多層焊(han)時(shi)與腐蝕(shi)介質的(de)(de)接觸面盡可能(neng)最后施焊(han)等,均可以(yi)減少接頭的(de)(de)晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)傾向。


 ⑤. 焊后進行固溶處理或穩定化退火。固溶處理可使已析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中,但一般只適用于較小的工件。穩定化退火是將工件加熱到850℃~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出,并促使鉻加速擴散而消除貧鉻區。


 2. 焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的刀狀腐蝕(shi)


   刀狀腐蝕簡稱刀蝕,它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕,只發生在含有穩定劑的奧氏體鋼(如321不銹鋼316Ti不銹鋼(gang)等)的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區的過熱區,沿熔合線發展,開始寬度僅3~5個晶粒,逐步擴大至1.0mm~1.5mm。因形狀如刀刃,故稱刀狀腐蝕。


 高溫(wen)(wen)過(guo)(guo)熱(re)和中(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)敏(min)化是(shi)導致焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭產(chan)生刀(dao)蝕(shi)的(de)(de)重要(yao)條件。含(han)有穩定(ding)劑的(de)(de)奧氏(shi)體鋼,一般(ban)以(yi)固(gu)溶(rong)狀(zhuang)態供(gong)貨(huo),此時鋼中(zhong)(zhong)少部分的(de)(de)碳(tan)固(gu)溶(rong)于(yu)(yu)奧氏(shi)體,其余(yu)大部分碳(tan)則(ze)形(xing)(xing)成(cheng)TiC或NbC.焊(han)接(jie)(jie)(jie)時,在(zai)(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)超(chao)過(guo)(guo)1200℃的(de)(de)過(guo)(guo)熱(re)區中(zhong)(zhong),這些碳(tan)化物將溶(rong)入固(gu)溶(rong)體。由(you)于(yu)(yu)碳(tan)的(de)(de)擴(kuo)散能(neng)力(li)較強,在(zai)(zai)冷卻過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)將偏聚在(zai)(zai)晶(jing)界形(xing)(xing)成(cheng)過(guo)(guo)飽和狀(zhuang)態,而鈦則(ze)因擴(kuo)散能(neng)力(li)低(di)而留于(yu)(yu)晶(jing)內。當焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭在(zai)(zai)敏(min)化溫(wen)(wen)度(du)(du)區間再(zai)次加熱(re)時,過(guo)(guo)飽和的(de)(de)碳(tan)將在(zai)(zai)晶(jing)間以(yi)CraC.形(xing)(xing)式析出,在(zai)(zai)晶(jing)界形(xing)(xing)成(cheng)貧鉻層(ceng),使焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭抗蝕(shi)性能(neng)降低(di)。從(cong)以(yi)上分析可(ke)知,刀(dao)狀(zhuang)腐蝕(shi)的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)根源(yuan)也在(zai)(zai)于(yu)(yu)在(zai)(zai)晶(jing)間形(xing)(xing)成(cheng)貧鉻層(ceng)。


 防(fang)止刀蝕的(de)措施如下:


 ①. 降低含(han)碳(tan)量 這是防止刀狀(zhuang)腐蝕的很(hen)有效的措施。對于(yu)含(han)有穩定化元素的不(bu)銹鋼,含(han)碳(tan)量最好(hao)不(bu)超(chao)過(guo)0.06%。


 ②. 采(cai)用合(he)理的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝 盡量選擇較小的(de)線(xian)能(neng)量,以減少過熱區在(zai)(zai)高溫停留時間,注(zhu)意避免在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)產生(sheng)“中溫敏化”的(de)效(xiao)果。因(yin)此(ci)雙面焊(han)(han)(han)(han)(han)時,與腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)接(jie)觸的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫應最(zui)后施(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(這是大(da)直徑厚壁焊(han)(han)(han)(han)(han)管內焊(han)(han)(han)(han)(han)在(zai)(zai)外(wai)焊(han)(han)(han)(han)(han)之(zhi)后再進(jin)行的(de)原因(yin)所在(zai)(zai)),如(ru)不能(neng)實施(shi)(shi)則(ze)應調整焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)規范及焊(han)(han)(han)(han)(han)縫形狀,盡量避免與腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)接(jie)觸的(de)過熱區再次受到敏化加熱。


 ③. 焊后熱處理 焊后進(jin)行固(gu)溶或穩定化(hua)處理,均能(neng)提高接頭的(de)抗刀狀(zhuang)腐蝕能(neng)力。


二、 應力腐(fu)蝕開裂


  應力腐蝕開裂(lie)是金屬在特定的腐蝕介質和拉應力的共同作用下所產生的延遲破壞現象,也稱應力腐蝕裂紋(Stress Corrosion Cracking,簡稱SCC).


  鉻-鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)中,產生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)開裂(lie)(lie)(lie)常見的鋼(gang)種,有不(bu)含鈦、鈮的18-8型(xing)和17-12-Mo型(xing)鋼(gang),其(qi)次是超低碳不(bu)銹鋼(gang)。由于介質(zhi)不(bu)同,應(ying)力開裂(lie)(lie)(lie)既(ji)可(ke)呈晶(jing)間開裂(lie)(lie)(lie)形(xing)式,也可(ke)呈穿(chuan)晶(jing)開裂(lie)(lie)(lie)形(xing)式,或為穿(chuan)晶(jing)和沿晶(jing)混合開裂(lie)(lie)(lie)形(xing)式。


   不銹鋼產生應力腐蝕開(kai)裂(lie)的影響因素很(hen)多,包(bao)括鋼材(cai)成分、組織和狀態、介質種類、溫度及濃度、應力的性質、大小以及結構(gou)特點等。


  防止應力腐(fu)蝕開裂的主要措施如下(xia):


  1. 正確(que)選擇材料及合理調整焊縫成分


  根(gen)據介質(zhi)特(te)性選用對應力腐蝕(shi)開裂(lie)敏感性低的(de)材料,應該(gai)是防止應力腐蝕(shi)開裂(lie)的(de)最(zui)根(gen)本(ben)措施。此類鋼(gang)有高(gao)純鉻(ge)(ge)-鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)、高(gao)硅鉻(ge)(ge)-鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)、鐵素體(ti)-奧氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)、高(gao)鉻(ge)(ge)鐵素體(ti)鋼(gang)等。合理(li)地調(diao)整焊縫(feng)成分是提高(gao)接頭抗(kang)應力腐蝕(shi)能力的(de)重要措施之一。一般認為(wei),當焊縫(feng)金屬為(wei)奧氏(shi)(shi)體(ti)-鐵素體(ti)雙相組織時,具有較好的(de)抗(kang)應力腐蝕(shi)性能。


  2. 消除(chu)或減小(xiao)殘余應力(li)


  拉伸應(ying)(ying)力(li)(li)的存在是產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂(lie)(lie)(lie)的先決條件之一。可以認為,不銹鋼部件中若不存在拉應(ying)(ying)力(li)(li),則可以完全避免應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂(lie)(lie)(lie)。因(yin)此,消除或減少(shao)結構中的殘余應(ying)(ying)力(li)(li),是防止應(ying)(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂(lie)(lie)(lie)的重要措施。


  焊后進(jin)行消除應(ying)力熱處(chu)(chu)理(li)是常用的(de)工藝措施。例如(ru),對奧氏(shi)體不銹鋼一般(ban)進(jin)行900℃的(de)消除應(ying)力退火熱處(chu)(chu)理(li)。采用機(ji)械的(de)方法也可(ke)以降低表(biao)面殘余(yu)應(ying)力或造(zao)成壓應(ying)力。如(ru)表(biao)面拋光、噴丸和錘擊。


 3. 合(he)理的結構設計


  結構中應(ying)(ying)避免(mian)形成(cheng)較大的(de)應(ying)(ying)力集(ji)中或(huo)在制造中避免(mian)產生(sheng)較大的(de)殘余應(ying)(ying)力。在設備和容器(qi)中與腐(fu)蝕介質的(de)接(jie)觸(chu)面不(bu)能(neng)有縫隙,盡(jin)可(ke)能(neng)采用對接(jie)接(jie)頭,結構設計中注意不(bu)產生(sheng)熱流(liu)集(ji)中而引(yin)起的(de)局(ju)部過熱或(huo)腐(fu)蝕液(ye)滯留而局(ju)部濃縮等。


三、焊接熱裂紋


 奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)接時,焊(han)(han)縫(feng)及熱(re)影響區(qu)均可能出現熱(re)裂紋。最常見(jian)的是焊(han)(han)縫(feng)結晶裂紋,有時在熱(re)影響區(qu)或多(duo)層(ceng)焊(han)(han)層(ceng)間金屬也(ye)可出現液化裂紋。


 奧(ao)氏體鋼具有較大(da)的熱裂紋(wen)敏感性,主要(yao)取決于鋼的化學成分、組織與性能的特點。


  奧氏(shi)體(ti)鋼中合金元素(su)較多,尤(you)其(qi)是含有一(yi)定數量的(de)鎳,它不僅提高了奧氏(shi)體(ti)的(de)穩定性(xing),而且還易和硫(liu)、磷等(deng)(deng)雜質形成低熔(rong)點(dian)化合物或共晶(jing),如Ni-S共晶(jing)熔(rong)點(dian)為645℃、Ni-P共晶(jing)為880℃,比(bi)Fe-S、Fe-P共晶(jing)的(de)熔(rong)點(dian)更低,危害性(xing)也更大(da)。其(qi)他(ta)一(yi)些元素(su)如硼、硅(gui)等(deng)(deng)的(de)偏析,也將促(cu)使產(chan)生(sheng)熱(re)裂紋(wen)。


 奧氏體鋼(gang)焊縫易形成方向(xiang)性強的粗(cu)大柱狀晶組織,有利于有害雜質和(he)元素的偏析,從而促使形成連(lian)續的晶間液(ye)膜,提高(gao)了(le)熱(re)裂紋的敏感性。


 從(cong)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)物理性能看,它具有導熱(re)系數(shu)小、線膨脹系數(shu)大(da)的(de)特點,因而(er)在焊接不(bu)均勻加(jia)熱(re)的(de)情況下(xia),極易形成較大(da)的(de)拉應(ying)力,促進了(le)焊接熱(re)裂紋的(de)產生。


 由以(yi)上分析可(ke)知(zhi),與(yu)結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)相比,奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的焊接(jie)熱裂(lie)紋傾向較(jiao)大,尤其是高(gao)鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。


  防止(zhi)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)焊接熱(re)裂紋的主要(yao)措施如下:


   1. 嚴格(ge)(ge)控(kong)制有害雜質(zhi)硫、磷(lin)的(de)含量,鋼中(zhong)含鎳(nie)量越(yue)高(gao),越(yue)應該嚴格(ge)(ge)控(kong)制。


   2. 調(diao)整焊縫金屬的(de)組織


    奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)縫可以是單相(xiang)的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)組織,也可以是奧氏體(ti)(ti)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組織。大(da)量實踐證(zheng)明,單相(xiang)奧氏體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫,對熱(re)裂紋的(de)(de)(de)(de)敏感性較大(da),而(er)(er)(er)雙(shuang)相(xiang)組織的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫,則具有良好的(de)(de)(de)(de)抗裂性能(neng),如表(biao)2-2中所列(lie)出的(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)縫中δ-鐵素體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。焊(han)(han)(han)接18-8型(xing)不(bu)銹鋼時(shi),如果形成(cheng)γ+5%δ的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組織,不(bu)僅可以提(ti)高抗晶間腐蝕能(neng)力(li),而(er)(er)(er)且又減小了熱(re)裂敏感性。焊(han)(han)(han)縫中的(de)(de)(de)(de)δ相(xiang),可以細(xi)化(hua)晶粒(li),消(xiao)除單相(xiang)奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)方向性,減少有害雜質在(zai)晶界(jie)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)析,而(er)(er)(er)且δ相(xiang)能(neng)解(jie)較多的(de)(de)(de)(de)硫、磷,并能(neng)降低界(jie)面能(neng),阻止(zhi)晶間液膜的(de)(de)(de)(de)形成(cheng),從(cong)而(er)(er)(er)有利于提(ti)高焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)(de)抗熱(re)裂紋能(neng)力(li)。


表 2.jpg


  3. 調整(zheng)焊縫金屬合金成分


   當(dang)在焊縫(feng)中不允許(xu)有雙相(xiang)組(zu)織(zhi)時,如(ru)表(biao)2-2中“不希望有δ-鐵素體(ti)的(de)理由”所列出的(de)各項,就必(bi)須(xu)對焊縫(feng)金屬進行合理的(de)合金化。如(ru)在單(dan)相(xiang)穩(wen)定奧氏體(ti)鋼中適當(dang)增加錳、碳、氮(dan)的(de)含量可(ke)以提(ti)高焊縫(feng)的(de)抗裂性能。此外,加入少(shao)量的(de)鈰、鋯、鉭等微量元素,可(ke)以細化焊縫(feng)組(zu)織(zhi)、凈化晶(jing)界(jie),也(ye)可(ke)減少(shao)焊縫(feng)的(de)熱裂紋敏感性。


  4. 工(gong)藝(yi)措施


 在焊接奧氏體不銹鋼時,應盡量減小熔池過熱,以防止形成粗大的柱狀晶。奧氏體不銹鋼焊接宜采用小線能量及小截面的焊道。至于液化裂紋,它主要出現于310S不銹(xiu)鋼的焊接接頭中。為了防止產生液化裂紋,除了嚴格限制母材中的雜質含量以及控制母材的晶粒度以外,在工藝上應采用高能量密度的焊接方法、小線能量和提高接頭的冷卻速度等措施,以減小母材的過熱和避免近縫區晶粒的粗化。


四、奧氏(shi)體鋼焊接接頭的脆化(hua)


 奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)用途(tu)頗廣,可在耐熱(re)、耐蝕(shi)、低溫(wen)等各種條件(jian)下(xia)使用。不(bu)同(tong)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)條件(jian),對(dui)(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)性(xing)(xing)能要(yao)求(qiu)(qiu)也不(bu)同(tong)。耐蝕(shi)鋼(gang)(gang)通常是在室(shi)溫(wen)或350℃以下(xia)工作(zuo)(zuo),主(zhu)要(yao)要(yao)求(qiu)(qiu)耐蝕(shi)性(xing)(xing),對(dui)(dui)機械(xie)性(xing)(xing)能無特殊要(yao)求(qiu)(qiu)。用于(yu)高溫(wen)條件(jian)的(de)(de)熱(re)強鋼(gang)(gang),如是短時工作(zuo)(zuo),則(ze)要(yao)求(qiu)(qiu)保證接(jie)(jie)頭(tou)(tou)與母材等強度;而長期工作(zuo)(zuo)(10年以上)時,則(ze)保證焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)塑性(xing)(xing),防止高溫(wen)脆化(hua)是關鍵。對(dui)(dui)于(yu)低溫(wen)工作(zuo)(zuo)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),則(ze)主(zhu)要(yao)要(yao)求(qiu)(qiu)良好(hao)的(de)(de)低溫(wen)韌性(xing)(xing),防止焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)發生低溫(wen)脆斷。從不(bu)同(tong)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)條件(jian)下(xia)對(dui)(dui)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)性(xing)(xing)能的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)來看,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)低溫(wen)脆化(hua)和高溫(wen)脆化(hua)是值得注(zhu)意的(de)(de)問(wen)題。


  當18-8型(xing)鋼焊(han)縫(feng)為雙相組(zu)織時,其拉伸強度、屈服強度與塑性略低于母材,但韌性比母材低得多,因而難以保證低溫條件下對焊(han)接(jie)接(jie)頭韌性的(de)要求。為了保證18-8型(xing)鋼焊(han)縫(feng)具有良好(hao)的(de)低溫韌性,應使焊(han)縫(feng)為單相奧氏體(ti)組(zu)織。


 奧氏體焊縫中含有較多(duo)的(de)(de)(de)鐵(tie)素體化元(yuan)素或有較多(duo)的(de)(de)(de)δ相時,高溫條件(jian)下,由于δ→σ轉變,引起σ相脆化,焊縫的(de)(de)(de)塑性(xing)和韌性(xing)均顯著(zhu)下降。因此,為(wei)了保證必要的(de)(de)(de)塑性(xing)和韌性(xing),焊縫中的(de)(de)(de)δ相應小于5%。


  單相(xiang)的奧氏體焊(han)縫(feng)也可(ke)能出現σ相(xiang),這與合金系統有關(guan)。如310S不銹鋼(gang)焊(han)縫(feng)中鉻與硅含量(liang)偏(pian)上限,而(er)碳、鎳含量(liang)偏(pian)下限時,就(jiu)容易沿晶界析出σ相(xiang),這比晶內析出σ相(xiang),對焊(han)接接頭(tou)脆化影響更為嚴(yan)重。


  為了避免出(chu)現(xian) σ脆性相(xiang),應(ying)盡量(liang)限制焊縫中的δ相(xiang)數量(liang),考慮焊縫的合(he)金化時(shi)(shi),適當(dang)減少鐵素體形成(cheng)元素;多層焊時(shi)(shi)采用較小的線能量(liang),以減小熔池體積(ji),提高(gao)冷(leng)卻速度,縮(suo)短(duan)高(gao)溫停留時(shi)(shi)間。對于已經出(chu)現(xian)σ相(xiang)的焊縫,可(ke)將(jiang)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭加熱至1050℃~1100℃,保溫1小時(shi)(shi)后水冷(leng),進行固溶處理,此時(shi)(shi)絕大部分 σ 相(xiang)可(ke)重新(xin)溶入奧氏(shi)體中,性能即可(ke)恢復。


五、焊接變形較(jiao)大


 因(yin)為奧氏體不銹(xiu)鋼導熱(re)性能差,膨(peng)脹系數大(da),焊接(jie)變形較大(da),特(te)別(bie)是(shi)薄板。因(yin)此,焊接(jie)時應適當采(cai)取防形的措施,如(ru)夾具(ju)等(deng)。