純奧氏體不銹鋼焊接時,一般要求焊縫組織是純奧氏體,如耐熱用鋼310S不銹鋼和尿素級用鋼0025-22Mo2N 鋼的焊接,都要求焊縫組織為純奧氏體。由于純奧氏體焊縫中沒有鐵素體組織,不能形成Y+α兩相組織,因此焊縫的抗熱裂性能相對較差。如何提高抗熱裂性能,一般有以下幾種措施。
1. 嚴格限制焊縫中(zhong)的硫(liu)、磷(lin)等雜質元素。硫(liu)、磷(lin)與鐵、鎳可形成低熔(rong)點共晶:Fe-S的熔(rong)點為988℃,Ni-S的熔(rong)點為645℃,Fe-P的熔(rong)點為1050℃,Ni-P的熔(rong)點為880℃.在焊接熱裂紋(wen)方面,含Ni越高的鋼,對硫(liu)、磷(lin)越敏(min)感。
2. 耐高溫用焊縫組織中形成奧氏體十一次碳化物(Y+C1)組織,對提高焊縫抗熱裂性能有效而又不會損害其高溫性能。為了獲得Y+C1兩相組織,可適當提高焊縫的碳含量,使之在一次結晶過程中就可形成穩定的碳化物,一次碳化物也可如同鐵素體相一樣,起到細化晶粒的作用,而減少有害雜質的偏析與聚集。
3. 提高焊縫中的錳、鉬(mu)的含量(liang)。錳可以限(xian)制硫、磷的有害作(zuo)用,錳、鉬(mu)都是大原子半(ban)徑的元素,增加晶(jing)格畸(ji)變,阻(zu)止亞晶(jing)界裂紋產生。焊接材料中含有一定量(liang)錳、鉬(mu)是防止焊縫熱裂紋常(chang)且有效(xiao)的措施。
4. 適當(dang)控制(zhi)含硅(gui)(gui)(gui)量。在純奧氏體焊(han)縫中(zhong),硅(gui)(gui)(gui)對抗熱裂性能是有害的(de),但對抗某些介質的(de)腐蝕和高(gao)溫氧化是有利的(de),因此硅(gui)(gui)(gui)含量的(de)控制(zhi)要根據情況而(er)定。
5. 適當提高氮的含量。氮的作(zuo)(zuo)用與(yu)碳的作(zuo)(zuo)用相當,主要是形(xing)成(cheng)氮化(hua)物,獲(huo)得兩(liang)相組織(zhi),也起到(dao)細化(hua)晶粒的作(zuo)(zuo)用。
6. 采用(yong)合適的(de)焊(han)接(jie)工藝(yi),盡可能(neng)減(jian)少熔池(chi)過熱(re)(re),盡量防(fang)止晶(jing)粒長和接(jie)頭(tou)的(de)應力(li)集中(zhong)。試驗表(biao)明,減(jian)小焊(han)接(jie)電流可以減(jian)小焊(han)縫熱(re)(re)裂紋的(de)趨勢。