奧氏體型不銹鋼(gang)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(bu)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(bu)銹(xiu)鋼(gang)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(xing)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能特別(bie)優良,這(zhe)是(shi)(shi)其(qi)獲得最(zui)為廣(guang)泛應用調焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)各種耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)能力。人們針對(dui)各種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)環境(jing)和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)機理,選(xuan)用各種耐(nai)(nai)不同腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)奧氏體型(xing)不銹(xiu)鋼(gang)。因此,對(dui)于(yu)相應于(yu)每一種用于(yu)某種特定(ding)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)不同鋼(gang)種,焊接(jie)接(jie)頭都(dou)應滿足其(qi)在特定(ding)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)特殊耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)要(yao)求。于(yu)是(shi)(shi),焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)問(wen)題(ti)自(zi)然(ran)也是(shi)(shi)焊接(jie)工作者不可回(hui)避(bi)的(de)(de),必須面(mian)對(dui)的(de)(de)最(zui)主要(yao)問(wen)題(ti),也應是(shi)(shi)不銹(xiu)鋼(gang)焊管生產(chan)廠關注的(de)(de)主題(ti)。
奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是使用最(zui)為廣(guang)泛的不(bu)銹(xiu)鋼(gang),這和它具(ju)有(you)(you)良(liang)好的機械性(xing)(xing)能、耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)能,其焊接(jie)性(xing)(xing)在(zai)高合金鋼(gang)中(zhong)被(bei)認(ren)為是最(zui)好的有(you)(you)關。鉻-鎳(nie)奧氏(shi)體鋼(gang)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的焊接(jie)性(xing)(xing),無淬硬性(xing)(xing),因(yin)而在(zai)熱影響區內無淬硬現象(xiang),同時也無晶粒粗大化。但在(zai)焊接(jie)中(zhong)存在(zai)以下問(wen)題:
一、碳(tan)化鉻的(de)形成,降低了(le)焊接接頭(tou)抗(kang)晶(jing)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(fu)蝕和(he)母材(cai)上(shang)敏化溫度區腐(fu)蝕
18-8型(xing)不銹鋼在450℃~850℃加熱時,具(ju)有(you)晶間腐蝕傾向,這一溫度范圍稱為敏化溫度區間。
焊(han)縫(feng)晶(jing)間腐蝕(shi)可有(you)兩(liang)種(zhong)(zhong)情況,一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)情況為焊(han)接線能(neng)量過大或多層(ceng)(ceng)焊(han)時焊(han)縫(feng)金(jin)屬在敏化溫度(du)區間停留時間過長所引起,即焊(han)接狀(zhuang)態下已(yi)有(you)碳化鉻(ge)析出(chu)而形成貧鉻(ge)層(ceng)(ceng);另一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)情況是焊(han)接狀(zhuang)態下耐(nai)蝕(shi)性(xing)良好,焊(han)后經受(shou)了敏化加熱的條(tiao)件,因而具(ju)有(you)晶(jing)間腐蝕(shi)傾向。
熱(re)影響區(qu)、敏化區(qu)的晶間腐蝕傾向也是由于(yu)(yu)形成貧鉻層所致。但因(yin)為焊(han)接(jie)熱(re)循環具有(you)快(kuai)速連續加熱(re)的特點,碳化鉻的析出(chu)需(xu)要在更(geng)高的溫(wen)(wen)度下才能(neng)較快(kuai)進行,因(yin)此,焊(han)接(jie)接(jie)頭的敏化區(qu)溫(wen)(wen)度范圍為600℃~1000℃,高于(yu)(yu)平衡加熱(re)條件下的敏化區(qu)溫(wen)(wen)度450℃~850℃。
焊(han)縫(feng)和熱影響區晶間腐(fu)蝕傾向(xiang)與(yu)含碳量、加(jia)熱溫度(du)和保溫時間等(deng)因素有關。因此,為提高焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)抗晶腐(fu)蝕能(neng)力,一般宜采取(qu)以下措施:
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. 在鋼中添加穩定化(hua)元素鈦、鈮等,使(shi)之優先(xian)形(xing)(xing)成MC,而避免形(xing)(xing)成貧鉻層(ceng)。
③. 使焊縫形成奧(ao)(ao)氏(shi)體加少量(liang)鐵(tie)素(su)體的雙相組織(zhi)。當焊縫中存(cun)在(zai)一定數(shu)量(liang)的鐵(tie)素(su)體時,可(ke)以(yi)細化晶粒,增加晶界面積,使晶界單位面積上的碳化鉻析(xi)出量(liang)減少,減輕貧鉻程度。鉻在(zai)鐵(tie)素(su)體中溶(rong)解度較大(da),Cr2C6優(you)先在(zai)鐵(tie)素(su)體中形成,而不致使奧(ao)(ao)氏(shi)體晶界貧鉻;此外,散布(bu)在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體之間的鐵(tie)素(su)體,還(huan)可(ke)能防止腐(fu)蝕沿晶界向內部擴展。
④. 控(kong)制在敏化(hua)溫度區(qu)間(jian)的(de)(de)停(ting)留時(shi)間(jian)。調(diao)整焊(han)接(jie)熱循(xun)環(huan),盡可能(neng)縮短600℃以上的(de)(de)高(gao)溫停(ting)留時(shi)間(jian),以防止焊(han)縫(feng)及熱影(ying)響區(qu)大(da)量(liang)析出(chu)碳化(hua)鉻。如選(xuan)擇能(neng)量(liang)密(mi)度高(gao)的(de)(de)焊(han)接(jie)方法(如等離子弧(hu)(hu)焊(han)),選(xuan)用較小(xiao)的(de)(de)焊(han)接(jie)線(xian)能(neng)量(liang),焊(han)縫(feng)背(bei)面(mian)通(tong)氬氣或采用銅墊增加焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)冷卻速度,減(jian)少(shao)起弧(hu)(hu)、收弧(hu)(hu)次數以避免(mian)重復加熱,多層焊(han)時(shi)與腐(fu)蝕介質的(de)(de)接(jie)觸(chu)面(mian)盡可能(neng)最(zui)后施(shi)焊(han)等,均(jun)可以減(jian)少(shao)接(jie)頭(tou)的(de)(de)晶間(jian)腐(fu)蝕傾向。
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)接(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(xiu)鋼、316Ti不銹鋼等)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)過熱和(he)(he)中(zhong)溫(wen)敏化(hua)是(shi)導(dao)致焊(han)接接頭產生刀蝕的重(zhong)要條件。含有穩定劑的奧氏體鋼,一般以固溶(rong)狀(zhuang)態(tai)供貨,此(ci)時(shi)鋼中(zhong)少部分的碳固溶(rong)于(yu)奧氏體,其(qi)余大部分碳則形(xing)(xing)(xing)成(cheng)TiC或(huo)NbC.焊(han)接時(shi),在(zai)溫(wen)度(du)超過1200℃的過熱區中(zhong),這(zhe)些碳化(hua)物將(jiang)溶(rong)入固溶(rong)體。由于(yu)碳的擴散能(neng)力較強(qiang),在(zai)冷卻過程中(zhong)將(jiang)偏聚(ju)在(zai)晶界形(xing)(xing)(xing)成(cheng)過飽和(he)(he)狀(zhuang)態(tai),而鈦則因擴散能(neng)力低而留于(yu)晶內。當焊(han)接接頭在(zai)敏化(hua)溫(wen)度(du)區間(jian)再(zai)次加熱時(shi),過飽和(he)(he)的碳將(jiang)在(zai)晶間(jian)以CraC.形(xing)(xing)(xing)式析出,在(zai)晶界形(xing)(xing)(xing)成(cheng)貧鉻(ge)層,使焊(han)接接頭抗蝕性能(neng)降(jiang)低。從(cong)以上(shang)分析可知(zhi),刀狀(zhuang)腐蝕的形(xing)(xing)(xing)成(cheng)根源也在(zai)于(yu)在(zai)晶間(jian)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)貧鉻(ge)層。
防止刀蝕的措(cuo)施如下(xia):
①. 降低含(han)碳(tan)量(liang) 這是防止刀狀腐蝕的很有效的措施。對于含(han)有穩定化元素的不(bu)銹鋼,含(han)碳(tan)量(liang)最好不(bu)超過0.06%。
②. 采(cai)用合理的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)藝(yi) 盡量選擇較小的(de)(de)(de)線能量,以(yi)減少過熱(re)(re)區在(zai)高溫停留(liu)時間,注意避(bi)免在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程產生“中溫敏化(hua)”的(de)(de)(de)效果。因(yin)此(ci)雙面焊(han)(han)(han)時,與(yu)腐(fu)蝕介質(zhi)接(jie)(jie)觸的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫應最后施焊(han)(han)(han)(這是大直徑厚壁焊(han)(han)(han)管(guan)內焊(han)(han)(han)在(zai)外焊(han)(han)(han)之后再進行(xing)的(de)(de)(de)原因(yin)所在(zai)),如不能實(shi)施則應調整(zheng)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)規范及焊(han)(han)(han)縫形(xing)狀,盡量避(bi)免與(yu)腐(fu)蝕介質(zhi)接(jie)(jie)觸的(de)(de)(de)過熱(re)(re)區再次受到敏化(hua)加(jia)熱(re)(re)。
③. 焊后熱處(chu)理(li) 焊后進行固(gu)溶或穩定化處(chu)理(li),均能提高接頭的抗(kang)刀狀腐蝕能力。
二、 應力(li)腐蝕(shi)開裂
應力腐蝕(shi)開裂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(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong),產生應(ying)力腐蝕(shi)開裂常見(jian)的(de)鋼種(zhong),有不(bu)含鈦、鈮的(de)18-8型和17-12-Mo型鋼,其(qi)次是超低(di)碳(tan)不(bu)銹(xiu)鋼。由于介質不(bu)同(tong),應(ying)力開裂既可(ke)(ke)呈(cheng)(cheng)晶(jing)間開裂形(xing)式(shi),也可(ke)(ke)呈(cheng)(cheng)穿晶(jing)開裂形(xing)式(shi),或為穿晶(jing)和沿晶(jing)混合開裂形(xing)式(shi)。
不(bu)銹鋼產(chan)生(sheng)應(ying)力腐蝕開裂的影響因(yin)素很多,包括鋼材成分、組織和(he)狀態、介質(zhi)種類、溫度及濃度、應(ying)力的性質(zhi)、大(da)小以及結構特(te)點等。
防止(zhi)應力腐蝕(shi)開(kai)裂的(de)主要措(cuo)施如下:
1. 正確選擇(ze)材料及合理調整焊縫(feng)成分
根(gen)據介(jie)質特性選用(yong)對(dui)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)敏感性低的(de)材料,應(ying)(ying)該是防止(zhi)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)的(de)最根(gen)本措施。此(ci)類(lei)鋼(gang)有高(gao)純(chun)鉻-鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)、高(gao)硅鉻-鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)、鐵(tie)素(su)(su)體(ti)-奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)、高(gao)鉻鐵(tie)素(su)(su)體(ti)鋼(gang)等。合理地調整焊縫(feng)成分是提高(gao)接頭抗(kang)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)能力的(de)重要措施之一。一般(ban)認為,當焊縫(feng)金屬為奧氏(shi)體(ti)-鐵(tie)素(su)(su)體(ti)雙相組織時,具有較好的(de)抗(kang)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)性能。
2. 消除(chu)或(huo)減小(xiao)殘余(yu)應力
拉伸應(ying)力(li)的(de)存(cun)在是產生應(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂的(de)先決條(tiao)件(jian)之一。可以認為,不銹鋼部件(jian)中若(ruo)不存(cun)在拉應(ying)力(li),則可以完全避免應(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂。因此,消除(chu)或減少(shao)結構中的(de)殘余應(ying)力(li),是防(fang)止(zhi)應(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂的(de)重要措(cuo)施。
焊(han)后進行消除應(ying)力熱(re)處理是常用的工藝措施。例如(ru),對奧氏體不銹鋼一(yi)般(ban)進行900℃的消除應(ying)力退(tui)火熱(re)處理。采(cai)用機械的方法也(ye)可(ke)以降低(di)表面殘余應(ying)力或造成壓(ya)應(ying)力。如(ru)表面拋光、噴丸(wan)和(he)錘(chui)擊。
3. 合理(li)的結構設計
結構(gou)中(zhong)(zhong)(zhong)應避(bi)免形成較大(da)的應力集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)或(huo)在制造中(zhong)(zhong)(zhong)避(bi)免產生較大(da)的殘(can)余應力。在設(she)備和容器中(zhong)(zhong)(zhong)與腐(fu)蝕介質的接觸面不(bu)能有縫隙,盡(jin)可能采用對接接頭(tou),結構(gou)設(she)計中(zhong)(zhong)(zhong)注意不(bu)產生熱流集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)而引起的局部過(guo)熱或(huo)腐(fu)蝕液滯留而局部濃縮(suo)等。
三、焊(han)接熱裂(lie)紋
奧氏體不銹鋼焊(han)(han)接時,焊(han)(han)縫及熱影響區均(jun)可(ke)能出現(xian)(xian)熱裂紋(wen)(wen)。最常(chang)見的是焊(han)(han)縫結晶裂紋(wen)(wen),有時在熱影響區或(huo)多層(ceng)焊(han)(han)層(ceng)間金屬也(ye)可(ke)出現(xian)(xian)液化(hua)裂紋(wen)(wen)。
奧氏體鋼(gang)具有較大的(de)熱裂紋敏感性(xing),主要取決于鋼(gang)的(de)化學(xue)成分、組織與性(xing)能(neng)的(de)特點(dian)。
奧氏(shi)(shi)體鋼中(zhong)合金(jin)元(yuan)素較多,尤其是含有一定數量的鎳,它不僅(jin)提(ti)高了奧氏(shi)(shi)體的穩定性(xing)(xing),而且還易(yi)和硫、磷等(deng)雜質形成低熔(rong)點化合物或共(gong)(gong)晶,如(ru)Ni-S共(gong)(gong)晶熔(rong)點為645℃、Ni-P共(gong)(gong)晶為880℃,比Fe-S、Fe-P共(gong)(gong)晶的熔(rong)點更低,危害性(xing)(xing)也更大(da)。其他一些元(yuan)素如(ru)硼、硅(gui)等(deng)的偏(pian)析,也將(jiang)促使產生熱裂紋。
奧(ao)氏(shi)體鋼焊(han)縫易形(xing)成方向性強的(de)粗大柱狀(zhuang)晶(jing)組織,有利于有害雜質和元素的(de)偏析,從(cong)而促(cu)使形(xing)成連續(xu)的(de)晶(jing)間液膜,提高了熱裂(lie)紋的(de)敏感性。
從(cong)奧氏體不銹鋼的(de)(de)物(wu)理性能看,它具(ju)有導熱系數小、線膨脹系數大(da)的(de)(de)特點,因而(er)在焊(han)接(jie)(jie)不均勻加熱的(de)(de)情(qing)況下,極易形成較大(da)的(de)(de)拉應力(li),促進(jin)了焊(han)接(jie)(jie)熱裂紋的(de)(de)產生。
由以上分析可知,與結構鋼(gang)相比,奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的焊(han)接熱裂紋傾向較大(da),尤其是高(gao)鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)。
防止(zhi)奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋的主要措施(shi)如下:
1. 嚴格(ge)(ge)控(kong)制有害雜質硫、磷的含(han)量(liang),鋼中(zhong)含(han)鎳量(liang)越高,越應該(gai)嚴格(ge)(ge)控(kong)制。
2. 調(diao)整焊縫金屬的組織
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)縫可(ke)以(yi)是單相(xiang)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi),也可(ke)以(yi)是奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)為主的(de)(de)(de)雙相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)。大量(liang)實踐(jian)證明,單相(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)焊(han)縫,對(dui)熱裂(lie)紋的(de)(de)(de)敏(min)感性較大,而(er)雙相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)焊(han)縫,則(ze)具有良好的(de)(de)(de)抗(kang)裂(lie)性能(neng),如(ru)表2-2中所列出(chu)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)焊(han)縫中δ-鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)影響。焊(han)接18-8型(xing)不銹(xiu)鋼時,如(ru)果形(xing)成γ+5%δ的(de)(de)(de)雙相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi),不僅可(ke)以(yi)提高(gao)抗(kang)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕能(neng)力(li),而(er)且又(you)減(jian)(jian)小了(le)熱裂(lie)敏(min)感性。焊(han)縫中的(de)(de)(de)δ相(xiang),可(ke)以(yi)細化晶粒,消(xiao)除(chu)單相(xiang)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)方(fang)向性,減(jian)(jian)少有害雜質在晶界(jie)的(de)(de)(de)偏析,而(er)且δ相(xiang)能(neng)解較多的(de)(de)(de)硫(liu)、磷,并能(neng)降(jiang)低界(jie)面能(neng),阻止晶間(jian)(jian)液膜的(de)(de)(de)形(xing)成,從(cong)而(er)有利于(yu)提高(gao)焊(han)縫的(de)(de)(de)抗(kang)熱裂(lie)紋能(neng)力(li)。

3. 調整焊縫(feng)金(jin)屬合金(jin)成分
當在(zai)焊縫(feng)中不(bu)允許有雙相組織時(shi),如表2-2中“不(bu)希望有δ-鐵素體的(de)理由”所列出(chu)的(de)各項,就必須(xu)對焊縫(feng)金屬(shu)進行合理的(de)合金化。如在(zai)單相穩定(ding)奧氏體鋼中適當增加錳、碳、氮的(de)含量(liang)可以(yi)提高焊縫(feng)的(de)抗裂性(xing)(xing)能。此外(wai),加入(ru)少量(liang)的(de)鈰(shi)、鋯(gao)、鉭等(deng)微量(liang)元(yuan)素,可以(yi)細(xi)化焊縫(feng)組織、凈(jing)化晶界(jie),也可減少焊縫(feng)的(de)熱(re)裂紋敏感性(xing)(xing)。
4. 工藝措施(shi)
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、奧氏體(ti)鋼焊(han)接接頭的(de)脆化
奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)用(yong)途頗(po)廣,可在耐熱、耐蝕、低溫(wen)等各種條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)使用(yong)。不(bu)(bu)(bu)同的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件(jian),對焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)性能要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)也不(bu)(bu)(bu)同。耐蝕鋼(gang)(gang)通常(chang)是在室溫(wen)或350℃以(yi)下(xia)(xia)工(gong)作(zuo)(zuo),主(zhu)要(yao)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)耐蝕性,對機(ji)械性能無特殊要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)。用(yong)于(yu)高溫(wen)條(tiao)件(jian)的(de)熱強鋼(gang)(gang),如是短時工(gong)作(zuo)(zuo),則(ze)(ze)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)保證接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)與母材(cai)等強度(du);而長期工(gong)作(zuo)(zuo)(10年(nian)以(yi)上)時,則(ze)(ze)保證焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)塑(su)性,防(fang)止高溫(wen)脆化是關鍵。對于(yu)低溫(wen)工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),則(ze)(ze)主(zhu)要(yao)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)良好的(de)低溫(wen)韌性,防(fang)止焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)發生(sheng)低溫(wen)脆斷。從(cong)不(bu)(bu)(bu)同的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)對接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)性能的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)來看,奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)低溫(wen)脆化和高溫(wen)脆化是值得注(zhu)意(yi)的(de)問(wen)題(ti)。
當18-8型(xing)鋼焊(han)(han)縫(feng)為雙相(xiang)組織時,其拉伸強度(du)、屈(qu)服強度(du)與(yu)塑性(xing)略低于(yu)母材(cai),但韌性(xing)比母材(cai)低得多,因(yin)而難以保證(zheng)低溫(wen)條件下對(dui)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭韌性(xing)的要(yao)求(qiu)。為了保證(zheng)18-8型(xing)鋼焊(han)(han)縫(feng)具有良好(hao)的低溫(wen)韌性(xing),應使焊(han)(han)縫(feng)為單相(xiang)奧氏體組織。
奧氏體焊縫中含有(you)較多的(de)鐵素體化元素或有(you)較多的(de)δ相(xiang)(xiang)時,高溫(wen)條件下,由于δ→σ轉變,引(yin)起σ相(xiang)(xiang)脆化,焊縫的(de)塑(su)性和韌(ren)性均(jun)顯著下降。因(yin)此,為了保(bao)證必要的(de)塑(su)性和韌(ren)性,焊縫中的(de)δ相(xiang)(xiang)應小于5%。
單相的奧氏體焊(han)(han)縫也可(ke)能出現(xian)σ相,這(zhe)與(yu)合金系統有關。如310S不銹鋼(gang)焊(han)(han)縫中鉻與(yu)硅含量(liang)偏(pian)上限,而碳(tan)、鎳含量(liang)偏(pian)下(xia)限時(shi),就容易沿晶界析出σ相,這(zhe)比晶內析出σ相,對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭脆化影響更為嚴重(zhong)。
為(wei)了避免出現(xian) σ脆(cui)性相,應盡量限(xian)制焊縫(feng)中的δ相數量,考慮焊縫(feng)的合金(jin)化時,適當減少鐵素體(ti)形(xing)成元素;多層(ceng)焊時采用(yong)較小的線能(neng)量,以減小熔池體(ti)積,提高(gao)冷卻速度,縮短(duan)高(gao)溫(wen)停(ting)留(liu)時間。對(dui)于(yu)已(yi)經出現(xian)σ相的焊縫(feng),可將焊接接頭(tou)加熱至1050℃~1100℃,保(bao)溫(wen)1小時后水冷,進行固溶(rong)處理(li),此(ci)時絕大部分 σ 相可重新溶(rong)入奧氏體(ti)中,性能(neng)即可恢(hui)復(fu)。
五、焊接變形(xing)較(jiao)大
因為奧氏體(ti)不銹鋼導(dao)熱(re)性能差,膨脹系數大(da),焊(han)接(jie)變形較大(da),特別是薄板(ban)。因此,焊(han)接(jie)時應適當(dang)采取防(fang)形的措施,如夾具(ju)等。

