通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶間腐(fu)蝕的作用是有限的,因為焊接是要經歷加熱、熔化、凝固、冷卻的過程,無論是焊縫還是熱影響區,必然有一部分區域經過敏化溫度。但選擇合理的焊接工藝,減輕焊接對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的影響還是有可能的。
奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕,可能由(you)于焊(han)接工(gong)藝制定的(de)(de)不(bu)合(he)適或焊(han)接材料(liao)選(xuan)擇的(de)(de)不(bu)合(he)理(li)(焊(han)接材料(liao)的(de)(de)選(xuan)擇,已在(zai)第三章介紹(shao)了,這(zhe)里(li)不(bu)再介紹(shao))而發生(sheng),就焊(han)接接頭來(lai)說,可能會產生(sheng)焊(han)縫(feng)的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕、熱(re)(re)(re)影響(xiang)區中溫敏化(hua)區(600~1000℃)的(de)(de)晶(jing)間腐(fu)蝕和(he)熱(re)(re)(re)影響(xiang)區過熱(re)(re)(re)區的(de)(de)“刀(dao)蝕”。
1. 焊縫(feng)的晶間(jian)腐(fu)蝕
普通(tong)奧氏體不銹鋼(gang)在(zai)多層焊(han)(han)(han)時(shi),后一(yi)道焊(han)(han)(han)縫(feng)熱(re)影(ying)響區(qu)正是前(qian)一(yi)道焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)。當此“熱(re)影(ying)響區(qu)”達到(dao)敏化溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu),在(zai)晶(jing)界上(shang)容易析出鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳化物,形成貧鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)粒邊界,這個區(qu)域(yu)與腐(fu)(fu)蝕(shi)介質接(jie)(jie)(jie)觸時(shi),則會產(chan)生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。防止(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)最直接(jie)(jie)(jie)有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)辦法(fa)是選擇(ze)耐晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料(liao)。目(mu)前(qian)最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是超低碳、含鈮(或(huo)鈦)穩定化元素和(he)(he)含有(you)少量鐵(tie)素體(一(yi)般要求鐵(tie)素體含量為4%~12%)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料(liao)。根據母(mu)材和(he)(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同,也(ye)可選擇(ze)同時(shi)滿足上(shang)述三種(zhong)要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)(如E347L焊(han)(han)(han)條)。在(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝上(shang),要求控制層間(jian)溫(wen)度,一(yi)般低于150℃,采用(yong)小(xiao)線能量焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)和(he)(he)工藝措施可以減(jian)小(xiao)敏化溫(wen)度區(qu)域(yu),防止(zhi)晶(jing)粒長大和(he)(he)碳化物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出,以減(jian)小(xiao)焊(han)(han)(han)縫(feng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)傾向。
2. 熱影響區中溫(wen)敏(min)化區的晶間(jian)腐蝕
無論是(shi)(shi)單道(dao)焊(han)縫還是(shi)(shi)多道(dao)焊(han)縫,熱(re)影響(xiang)區內(nei)的(de)敏化(hua)(hua)區總是(shi)(shi)存在(zai)的(de),這就存在(zai)著(zhu)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)可能(neng)(neng)(neng)。在(zai)焊(han)接工藝(yi)上(shang),選擇(ze)線能(neng)(neng)(neng)量較低的(de)焊(han)接方法(fa),或(huo)盡可能(neng)(neng)(neng)降(jiang)低焊(han)接規范(fan),控制層間(jian)(jian)溫度,加快冷(leng)卻速(su)度,使(shi)敏化(hua)(hua)溫度區間(jian)(jian)停留時間(jian)(jian)盡可能(neng)(neng)(neng)縮短,減(jian)小熱(re)影響(xiang)區敏化(hua)(hua)區的(de)寬度,從而(er)減(jian)輕晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。防止熱(re)影響(xiang)區晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)最好(hao)辦法(fa)是(shi)(shi)選用(yong)合適的(de)母材,如采(cai)用(yong)含鈦、鈮的(de)穩(wen)定化(hua)(hua)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼,含一定數量鐵素體(ti)的(de)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼及(ji)超(chao)低碳的(de)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼。
3. 刀蝕
前面已經介紹了“刀蝕”現象。要削除和降低用鈮和鈦穩定的奧氏體鋼焊接接頭的“刀蝕”危險,有時是很困難的。但在焊接接頭的設計上,可以盡可能不采用交叉焊縫;在焊接順序上,應盡可能使會產生“刀蝕”的一面不要接觸腐蝕介質;采用超低碳奧氏體不銹鋼母材是防止“刀蝕”最有效的辦法。
無論(lun)是(shi)焊(han)縫晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)、熱影響(xiang)區(qu)的敏化區(qu)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)還是(shi)熱影響(xiang)區(qu)的過熱區(qu)“刀(dao)蝕(shi)”,材料選擇是(shi)最(zui)關鍵、最(zui)有效(xiao)的,焊(han)接工藝方法(fa)和(he)措施的作用是(shi)很(hen)有限的。如果工件(jian)(jian)較小、在(zai)工件(jian)(jian)材料及結構允許的情況下,可(ke)以(yi)進行焊(han)后固(gu)熔處(chu)理(即在(zai)1065~1120℃+水冷或急冷),也(ye)是(shi)有效(xiao)防止(zhi)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)的方法(fa)。但在(zai)實際生產中,由于工件(jian)(jian)大、結構復雜和(he)其他材料的原因而無法(fa)實現固(gu)熔處(chu)理。