奧氏體不銹(xiu)鋼與在線亞洲日產一區二區:珠光體鋼焊接是最常見的異種鋼焊接。異種鋼接頭使用環境也特別復雜,有的是在低溫環境下使用,也有的在高溫下使用;有的要求耐腐蝕,有時則要求耐疲勞,這些都要求在選擇焊接材料時必須認真考慮。
1. 稀釋問題
在(zai)異(yi)種(zhong)鋼的(de)(de)焊(han)接(jie)過程中,由于基體金屬(shu)的(de)(de)熔化而使焊(han)縫(feng)金屬(shu)受(shou)到稀(xi)釋,焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)成分是由填充(chong)金屬(shu)的(de)(de)成分、母材成分及(ji)熔合比(bi)確定,這(zhe)樣可以在(zai)不銹(xiu)鋼組(zu)織圖(tu)上(shang),大致預(yu)測(ce)出焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)組(zu)織狀態,也能(neng)大致知(zhi)道焊(han)縫(feng)的(de)(de)性(xing)能(neng),保證接(jie)頭的(de)(de)機械(xie)性(xing)能(neng)和抗裂性(xing)能(neng)。
2. 熔(rong)合(he)區的塑性
奧氏體不銹鋼(gang)與珠(zhu)光體焊(han)(han)接時,一般選擇奧氏體焊(han)(han)縫(feng)金屬,由(you)于(yu)稀釋作(zuo)用(yong),往往會在(zai)過渡區(qu)(qu)(qu)產生脆性(xing)的(de)(de)(de)馬氏體組織,即在(zai)焊(han)(han)縫(feng)金屬中靠近珠(zhu)光體母材一側熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)區(qu)(qu)(qu)附近存在(zai)一個(ge)窄的(de)(de)(de)低(di)塑性(xing)帶(dai),低(di)塑性(xing)帶(dai)的(de)(de)(de)化(hua)學成分和(he)組織均不同(tong)于(yu)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)其他部(bu)位,寬度(du)(du)一般為0.2~0.6mm,位置(zhi)在(zai)熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)區(qu)(qu)(qu)中靠熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)線的(de)(de)(de)邊緣(yuan)。熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)寬度(du)(du)隨(sui)填(tian)充(chong)金屬的(de)(de)(de)種類不同(tong)而不同(tong),見表3-32。熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)區(qu)(qu)(qu)中低(di)塑性(xing)的(de)(de)(de)馬氏體組織存在(zai),明顯(xian)地(di)降低(di)接頭的(de)(de)(de)沖擊(ji)韌性(xing),對于(yu)在(zai)低(di)溫(wen)下工作(zuo)和(he)承(cheng)受沖擊(ji)載(zai)荷的(de)(de)(de)異種鋼(gang)接頭,應選用(yong)鎳基合(he)(he)(he)金材料作(zuo)為填(tian)充(chong)金屬、以減少(shao)熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)脆性(xing)馬氏體層的(de)(de)(de)寬度(du)(du)和(he)熔(rong)(rong)合(he)(he)(he)線附近沖擊(ji)韌性(xing)的(de)(de)(de)降低(di)幅度(du)(du)。
3. 碳的擴散
前(qian)面(mian)已經提及異種接頭(tou),在焊(han)后熱處理或高(gao)(gao)(gao)溫環境中使用時,由(you)于(yu)兩(liang)側(ce)強(qiang)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)形成(cheng)元(yuan)(yuan)素含量和組(zu)(zu)織的(de)不同而產生碳(tan)的(de)遷移。這(zhe)樣在珠光(guang)體一(yi)側(ce)形成(cheng)脫(tuo)碳(tan)層(ceng),由(you)于(yu)碳(tan)的(de)減(jian)少。珠光(guang)體組(zu)(zu)織將變成(cheng)鐵(tie)素體組(zu)(zu)織而軟(ruan)化(hua)(hua),同時促(cu)使脫(tuo)碳(tan)區(qu)的(de)晶粒長大,沿熔合線形成(cheng)一(yi)層(ceng)粗晶粒區(qu)。增碳(tan)層(ceng)中的(de)碳(tan)除(chu)溶(rong)入基(ji)體以(yi)外(wai),剩余的(de)碳(tan)元(yuan)(yuan)素則以(yi)鉻的(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)形態(tai)析(xi)出,使組(zu)(zu)織硬化(hua)(hua)。研究表明,焊(han)縫金屬中含鎳量提高(gao)(gao)(gao),脫(tuo)碳(tan)層(ceng)寬度減(jian)小。當含鎳量提高(gao)(gao)(gao)到(dao)25%時,脫(tuo)碳(tan)層(ceng)寬度顯著減(jian)小。
碳(tan)的(de)擴散(san)遷移對接(jie)頭(tou)的(de)常溫(wen)和高溫(wen)瞬時強(qiang)度的(de)不良影響比較(jiao)小(xiao),但(dan)對持久強(qiang)度和疲勞極限的(de)影響較(jiao)大(da),而(er)且斷(duan)裂部位大(da)部分發(fa)生在(zai)熔合區的(de)脫碳(tan)層上(shang)。隨著碳(tan)擴散(san)的(de)發(fa)展、接(jie)頭(tou)在(zai)熔合區發(fa)生脆性斷(duan)裂的(de)傾向增大(da)。
4. 熱應力及其(qi)影響
奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)熱膨脹系數(shu)比珠光體鋼(gang)大30%~60%,導(dao)熱系數(shu)卻只有珠光體鋼(gang)的(de)30%~40%.這樣(yang)兩種(zhong)材料的(de)接(jie)頭(tou),焊后會引起熱應力。而這種(zhong)熱應力是不可能通過(guo)熱處理來消除的(de),這種(zhong)永存的(de)熱應力對接(jie)頭(tou)性能影響很大。
奧氏體不銹鋼(gang)與(yu)珠(zhu)光(guang)體鋼(gang)異種材料的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)頭(tou)在周期性加(jia)熱和冷卻(que)條件下工(gong)作時(shi),接(jie)(jie)頭(tou)承受著嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)熱應(ying)變(bian)應(ying)力(li),由于(yu)珠(zhu)光(guang)體一(yi)側的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)合(he)區或熱影響區韌性相對(dui)較差,所以很容(rong)易沿(yan)(yan)這一(yi)側熔(rong)合(he)線產生熱疲(pi)勞裂(lie)(lie)紋。熱疲(pi)勞裂(lie)(lie)紋會在熱應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)作用下,沿(yan)(yan)著弱(ruo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)脫碳層擴展而(er)導致接(jie)(jie)頭(tou)破壞(huai)。由于(yu)鎳基合(he)金的(de)(de)(de)(de)(de)熱膨脹(zhang)系數介于(yu)奧氏體鋼(gang)與(yu)珠(zhu)光(guang)體鋼(gang)之間,且接(jie)(jie)近珠(zhu)光(guang)體鋼(gang),這樣(yang)就分散(san)了接(jie)(jie)頭(tou)因(yin)熱膨脹(zhang)系數不同而(er)產生的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)。因(yin)此,在接(jie)(jie)頭(tou)性能(neng)要求高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下,采用鎳基合(he)金焊接(jie)(jie)材料是非常(chang)有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)。
珠光體(ti)(ti)與奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼焊(han)(han)接(jie)時(shi),必須選(xuan)用奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料。若選(xuan)用珠光體(ti)(ti)型(xing)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料,則(ze)由于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼的(de)(de)稀釋(shi)作(zuo)用,就會產(chan)生整個焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)形成馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)而脆化(hua),并(bing)引起裂紋。若選(xuan)用308型(xing)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料,由于(yu)母材(cai)的(de)(de)稀釋(shi)作(zuo)用,焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)產(chan)生大(da)量(liang)的(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織,抗裂性能較差。一般(ban)來說(shuo),選(xuan)用309型(xing)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料,焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)為奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)+少量(liang)鐵素(su)體(ti)(ti)組(zu)織,則(ze)抗裂性能好、應用最為廣泛。在實際工作(zuo)中,應當根(gen)據接(jie)頭(tou)的(de)(de)具體(ti)(ti)材(cai)料和接(jie)頭(tou)的(de)(de)使(shi)用環境,確定焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)化(hua)學(xue)成分和組(zu)織,利(li)用已知的(de)(de)熔合比和不銹鋼組(zu)織狀態圖,來選(xuan)擇焊(han)(han)接(jie)材(cai)料。表3-33推薦的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料選(xuan)擇僅供參考。