奧氏體(ti)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
在異種鋼的(de)焊(han)接(jie)過程中,由于基(ji)體金(jin)屬的(de)熔(rong)化而使焊(han)縫金(jin)屬受到稀(xi)釋,焊(han)縫金(jin)屬的(de)成(cheng)分是由填充金(jin)屬的(de)成(cheng)分、母材成(cheng)分及熔(rong)合比(bi)確定,這樣可(ke)以在不銹鋼組(zu)織(zhi)圖上,大致預測出焊(han)縫金(jin)屬的(de)組(zu)織(zhi)狀態,也能大致知道焊(han)縫的(de)性能,保證接(jie)頭的(de)機械性能和抗裂性能。
2. 熔合區的塑性
奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼與珠光體(ti)(ti)焊接時,一般選擇(ze)奧氏(shi)體(ti)(ti)焊縫金(jin)屬,由于稀(xi)釋作(zuo)用(yong),往(wang)往(wang)會(hui)在(zai)(zai)(zai)過渡區(qu)產生(sheng)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),即在(zai)(zai)(zai)焊縫金(jin)屬中靠近(jin)珠光體(ti)(ti)母材一側熔(rong)合(he)區(qu)附近(jin)存(cun)在(zai)(zai)(zai)一個窄(zhai)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)(di)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)帶,低(di)(di)(di)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)帶的(de)(de)(de)(de)化學成分和組織(zhi)均不(bu)(bu)同(tong)(tong)于焊縫的(de)(de)(de)(de)其他(ta)部位(wei)(wei),寬度一般為(wei)0.2~0.6mm,位(wei)(wei)置在(zai)(zai)(zai)熔(rong)合(he)區(qu)中靠熔(rong)合(he)線(xian)的(de)(de)(de)(de)邊緣(yuan)。熔(rong)合(he)區(qu)的(de)(de)(de)(de)寬度隨填充金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)種類不(bu)(bu)同(tong)(tong)而不(bu)(bu)同(tong)(tong),見(jian)表3-32。熔(rong)合(he)區(qu)中低(di)(di)(di)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi)存(cun)在(zai)(zai)(zai),明(ming)顯地降低(di)(di)(di)接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)(xing),對(dui)于在(zai)(zai)(zai)低(di)(di)(di)溫下工作(zuo)和承受沖(chong)(chong)擊(ji)載荷的(de)(de)(de)(de)異種鋼接頭(tou),應(ying)選用(yong)鎳基合(he)金(jin)材料作(zuo)為(wei)填充金(jin)屬、以減少(shao)熔(rong)合(he)區(qu)的(de)(de)(de)(de)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)層的(de)(de)(de)(de)寬度和熔(rong)合(he)線(xian)附近(jin)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)降低(di)(di)(di)幅度。
3. 碳的(de)擴散
前(qian)面已經提(ti)(ti)及異種接頭,在焊后熱處理或高(gao)溫環境(jing)中使用時(shi),由于(yu)兩側強碳(tan)化(hua)物形成元素(su)含(han)量和組(zu)(zu)織(zhi)的(de)不同而(er)產(chan)生(sheng)碳(tan)的(de)遷移。這樣在珠(zhu)光(guang)體一(yi)側形成脫(tuo)(tuo)碳(tan)層,由于(yu)碳(tan)的(de)減(jian)(jian)少。珠(zhu)光(guang)體組(zu)(zu)織(zhi)將變成鐵素(su)體組(zu)(zu)織(zhi)而(er)軟化(hua),同時(shi)促使脫(tuo)(tuo)碳(tan)區(qu)的(de)晶粒(li)長(chang)大,沿熔(rong)合線形成一(yi)層粗晶粒(li)區(qu)。增碳(tan)層中的(de)碳(tan)除溶入基(ji)體以(yi)外,剩余的(de)碳(tan)元素(su)則以(yi)鉻的(de)碳(tan)化(hua)物形態析出,使組(zu)(zu)織(zhi)硬化(hua)。研究表明,焊縫(feng)金屬中含(han)鎳量提(ti)(ti)高(gao),脫(tuo)(tuo)碳(tan)層寬度減(jian)(jian)小(xiao)。當含(han)鎳量提(ti)(ti)高(gao)到(dao)25%時(shi),脫(tuo)(tuo)碳(tan)層寬度顯著減(jian)(jian)小(xiao)。
碳的(de)(de)擴(kuo)散(san)遷移對接(jie)頭的(de)(de)常溫和高溫瞬時強度的(de)(de)不良影響比較(jiao)小,但對持久強度和疲勞極限的(de)(de)影響較(jiao)大(da),而且斷(duan)裂部位大(da)部分(fen)發(fa)生在(zai)(zai)熔合區的(de)(de)脫碳層上。隨著碳擴(kuo)散(san)的(de)(de)發(fa)展(zhan)、接(jie)頭在(zai)(zai)熔合區發(fa)生脆性斷(duan)裂的(de)(de)傾向(xiang)增大(da)。
4. 熱應(ying)力(li)及其影(ying)響
奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼熱(re)膨脹(zhang)系數比(bi)珠光體(ti)鋼大30%~60%,導(dao)熱(re)系數卻只(zhi)有珠光體(ti)鋼的30%~40%.這樣兩(liang)種材料的接(jie)頭(tou),焊后會引起熱(re)應力(li)。而這種熱(re)應力(li)是不可(ke)能通過(guo)熱(re)處理來(lai)消(xiao)除的,這種永存的熱(re)應力(li)對接(jie)頭(tou)性(xing)能影(ying)響很(hen)大。
奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)與(yu)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)異(yi)種材(cai)料的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭在周期性(xing)加熱(re)(re)和冷(leng)卻條(tiao)件下(xia)工作時,接(jie)(jie)(jie)頭承受著嚴重(zhong)的(de)(de)熱(re)(re)應(ying)(ying)變應(ying)(ying)力(li),由于(yu)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)一側(ce)的(de)(de)熔合區(qu)或熱(re)(re)影響區(qu)韌性(xing)相對較差,所(suo)以(yi)很容易沿(yan)這一側(ce)熔合線產生熱(re)(re)疲(pi)勞裂(lie)紋。熱(re)(re)疲(pi)勞裂(lie)紋會在熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)作用下(xia),沿(yan)著弱化的(de)(de)脫碳層擴展(zhan)而導致接(jie)(jie)(jie)頭破壞。由于(yu)鎳(nie)基合金(jin)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹系數(shu)介于(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)與(yu)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)之間,且接(jie)(jie)(jie)近(jin)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang),這樣就(jiu)分散了接(jie)(jie)(jie)頭因熱(re)(re)膨脹系數(shu)不同(tong)而產生的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)。因此,在接(jie)(jie)(jie)頭性(xing)能(neng)要(yao)求高的(de)(de)情況下(xia),采用鎳(nie)基合金(jin)焊接(jie)(jie)(jie)材(cai)料是非常(chang)有效(xiao)的(de)(de)。
珠(zhu)光體(ti)(ti)(ti)與奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時,必(bi)須選用(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。若(ruo)選用(yong)珠(zhu)光體(ti)(ti)(ti)型(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao),則(ze)由于奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)稀釋(shi)作用(yong),就會產生(sheng)整個焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬形(xing)成馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)而脆化(hua),并引(yin)起裂(lie)紋。若(ruo)選用(yong)308型(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao),由于母材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)稀釋(shi)作用(yong),焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬產生(sheng)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織,抗裂(lie)性(xing)能(neng)較差。一(yi)般來(lai)說,選用(yong)309型(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao),焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬為(wei)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)+少量鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)組織,則(ze)抗裂(lie)性(xing)能(neng)好、應(ying)用(yong)最為(wei)廣泛。在實際(ji)工作中,應(ying)當根據接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)具體(ti)(ti)(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)和(he)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)環境,確(que)定焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分(fen)和(he)組織,利(li)用(yong)已知的(de)(de)(de)(de)(de)熔合(he)比和(he)不銹鋼(gang)組織狀態圖,來(lai)選擇焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao)。表3-33推薦的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao)選擇僅供參考。