奧氏體不銹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(wen)題
在異種鋼(gang)的(de)焊(han)接過程中,由于基(ji)體金屬(shu)的(de)熔化而使焊(han)縫(feng)金屬(shu)受(shou)到稀釋,焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)成分(fen)是由填充金屬(shu)的(de)成分(fen)、母材成分(fen)及(ji)熔合比確定,這樣(yang)可以(yi)在不銹鋼(gang)組織圖上(shang),大(da)致(zhi)預測出焊(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)組織狀態,也能(neng)大(da)致(zhi)知道焊(han)縫(feng)的(de)性(xing)能(neng),保證接頭的(de)機械性(xing)能(neng)和抗(kang)裂性(xing)能(neng)。
2. 熔合區的塑性
奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)與珠(zhu)(zhu)光體焊接時(shi),一般選(xuan)擇奧氏體焊縫金(jin)(jin)屬,由于稀(xi)釋作(zuo)用,往(wang)往(wang)會在過(guo)渡區(qu)(qu)產生脆性(xing)(xing)的(de)(de)馬(ma)氏體組織,即在焊縫金(jin)(jin)屬中靠近珠(zhu)(zhu)光體母材(cai)一側熔(rong)合(he)區(qu)(qu)附近存在一個窄(zhai)的(de)(de)低(di)塑(su)性(xing)(xing)帶(dai),低(di)塑(su)性(xing)(xing)帶(dai)的(de)(de)化(hua)學成分(fen)和組織均不同(tong)(tong)于焊縫的(de)(de)其他(ta)部位(wei),寬(kuan)度(du)一般為(wei)0.2~0.6mm,位(wei)置(zhi)在熔(rong)合(he)區(qu)(qu)中靠熔(rong)合(he)線的(de)(de)邊緣。熔(rong)合(he)區(qu)(qu)的(de)(de)寬(kuan)度(du)隨填充金(jin)(jin)屬的(de)(de)種(zhong)類不同(tong)(tong)而不同(tong)(tong),見表3-32。熔(rong)合(he)區(qu)(qu)中低(di)塑(su)性(xing)(xing)的(de)(de)馬(ma)氏體組織存在,明顯地降(jiang)低(di)接頭(tou)(tou)的(de)(de)沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing),對于在低(di)溫下工作(zuo)和承受(shou)沖擊(ji)載荷的(de)(de)異(yi)種(zhong)鋼(gang)接頭(tou)(tou),應選(xuan)用鎳基(ji)合(he)金(jin)(jin)材(cai)料作(zuo)為(wei)填充金(jin)(jin)屬、以減少熔(rong)合(he)區(qu)(qu)的(de)(de)脆性(xing)(xing)馬(ma)氏體層的(de)(de)寬(kuan)度(du)和熔(rong)合(he)線附近沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)的(de)(de)降(jiang)低(di)幅度(du)。
3. 碳的擴散(san)
前面已經提及異(yi)種(zhong)接頭,在焊(han)后熱處理或高(gao)溫環境(jing)中(zhong)使(shi)用時,由于兩(liang)側強碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)元素(su)含(han)量和組(zu)(zu)(zu)織的(de)(de)(de)不同(tong)而產生(sheng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)遷移。這樣在珠光(guang)體(ti)一(yi)側形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng),由于碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)減(jian)少。珠光(guang)體(ti)組(zu)(zu)(zu)織將變成(cheng)(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)組(zu)(zu)(zu)織而軟化,同(tong)時促使(shi)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)區的(de)(de)(de)晶(jing)粒長(chang)大,沿(yan)熔(rong)合線(xian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)層(ceng)粗晶(jing)粒區。增碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)除溶入基(ji)體(ti)以外,剩(sheng)余的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)元素(su)則以鉻的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)化物形(xing)(xing)態(tai)析出,使(shi)組(zu)(zu)(zu)織硬化。研究表明,焊(han)縫金(jin)屬中(zhong)含(han)鎳(nie)量提高(gao),脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)寬度(du)減(jian)小。當含(han)鎳(nie)量提高(gao)到(dao)25%時,脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)寬度(du)顯著減(jian)小。
碳(tan)(tan)的擴(kuo)散遷(qian)移對(dui)(dui)接頭(tou)的常(chang)溫和(he)高溫瞬(shun)時強(qiang)度的不(bu)良(liang)影(ying)響比(bi)較小,但對(dui)(dui)持久強(qiang)度和(he)疲勞極限(xian)的影(ying)響較大,而且(qie)斷裂(lie)部位大部分發生在(zai)熔合區的脫碳(tan)(tan)層上。隨著(zhu)碳(tan)(tan)擴(kuo)散的發展(zhan)、接頭(tou)在(zai)熔合區發生脆性斷裂(lie)的傾(qing)向(xiang)增大。
4. 熱應(ying)力(li)及(ji)其影響
奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)熱(re)(re)膨脹系數(shu)比珠(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)大30%~60%,導(dao)熱(re)(re)系數(shu)卻只有珠(zhu)光體(ti)鋼(gang)(gang)的(de)30%~40%.這(zhe)樣(yang)兩(liang)種(zhong)材(cai)料的(de)接(jie)頭(tou),焊后會(hui)引起熱(re)(re)應(ying)(ying)(ying)力。而這(zhe)種(zhong)熱(re)(re)應(ying)(ying)(ying)力是不可(ke)能通過熱(re)(re)處理來消除的(de),這(zhe)種(zhong)永(yong)存的(de)熱(re)(re)應(ying)(ying)(ying)力對接(jie)頭(tou)性能影響很大。
奧氏體不(bu)銹鋼(gang)與(yu)珠(zhu)(zhu)光(guang)體鋼(gang)異種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)接(jie)(jie)頭(tou)在(zai)周期性加熱(re)(re)和冷(leng)卻條件下工(gong)作(zuo)時(shi),接(jie)(jie)頭(tou)承受著(zhu)嚴重的(de)熱(re)(re)應變應力,由于珠(zhu)(zhu)光(guang)體一側的(de)熔(rong)合區(qu)或熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)韌性相(xiang)對(dui)較差(cha),所以(yi)很容易沿這一側熔(rong)合線產(chan)生(sheng)熱(re)(re)疲勞裂紋。熱(re)(re)疲勞裂紋會(hui)在(zai)熱(re)(re)應力的(de)作(zuo)用下,沿著(zhu)弱(ruo)化(hua)的(de)脫碳層擴展而導致接(jie)(jie)頭(tou)破(po)壞。由于鎳基(ji)合金(jin)的(de)熱(re)(re)膨脹系數介于奧氏體鋼(gang)與(yu)珠(zhu)(zhu)光(guang)體鋼(gang)之(zhi)間,且接(jie)(jie)近珠(zhu)(zhu)光(guang)體鋼(gang),這樣(yang)就(jiu)分散(san)了接(jie)(jie)頭(tou)因熱(re)(re)膨脹系數不(bu)同而產(chan)生(sheng)的(de)應力。因此(ci),在(zai)接(jie)(jie)頭(tou)性能(neng)要求高的(de)情況下,采用鎳基(ji)合金(jin)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)是非(fei)常有效的(de)。
珠光體(ti)與奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時,必須選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)。若(ruo)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)珠光體(ti)型焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao),則由于奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)鋼的(de)稀釋作用(yong)(yong)(yong),就會產(chan)生整個焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)形成(cheng)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)而(er)脆(cui)化(hua),并引起裂(lie)紋。若(ruo)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)308型焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao),由于母(mu)材(cai)的(de)稀釋作用(yong)(yong)(yong),焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)產(chan)生大量(liang)的(de)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組織(zhi),抗裂(lie)性能較差。一般來說(shuo),選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)309型焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao),焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)為奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)+少量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)組織(zhi),則抗裂(lie)性能好、應用(yong)(yong)(yong)最為廣泛。在實(shi)際工(gong)作中(zhong),應當根據(ju)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)具體(ti)材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)使用(yong)(yong)(yong)環境(jing),確定焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)和(he)(he)組織(zhi),利(li)用(yong)(yong)(yong)已知的(de)熔合比(bi)和(he)(he)不銹鋼組織(zhi)狀態(tai)圖,來選(xuan)(xuan)擇(ze)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)。表3-33推(tui)薦(jian)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)選(xuan)(xuan)擇(ze)僅(jin)供參考。