通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的作用是有限的,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(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)晶間腐(fu)蝕,可(ke)能由于焊(han)接工藝制定(ding)的(de)(de)不(bu)(bu)合(he)適或焊(han)接材料選擇的(de)(de)不(bu)(bu)合(he)理(焊(han)接材料的(de)(de)選擇,已(yi)在(zai)第三章介紹了,這里(li)不(bu)(bu)再介紹)而發(fa)生,就焊(han)接接頭來說,可(ke)能會產生焊(han)縫的(de)(de)晶間腐(fu)蝕、熱(re)影(ying)響區中溫敏化區(600~1000℃)的(de)(de)晶間腐(fu)蝕和(he)熱(re)影(ying)響區過熱(re)區的(de)(de)“刀蝕”。
1. 焊縫(feng)的晶間腐蝕(shi)
普通奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼在多層焊(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi),后一道焊(han)(han)(han)(han)縫熱(re)影響區正是(shi)(shi)前一道焊(han)(han)(han)(han)縫的焊(han)(han)(han)(han)縫金屬。當此(ci)“熱(re)影響區”達到敏化(hua)溫度的區域(yu),在晶(jing)(jing)(jing)界上容易析出(chu)鉻(ge)(ge)的碳化(hua)物,形(xing)成(cheng)貧鉻(ge)(ge)的晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)邊界,這個區域(yu)與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸時(shi)(shi),則會產生晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。防止焊(han)(han)(han)(han)縫晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)最(zui)直接(jie)(jie)(jie)(jie)有(you)效的辦法(fa)(fa)是(shi)(shi)選擇(ze)耐晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料(liao)。目前最(zui)常用(yong)的是(shi)(shi)超低(di)(di)碳、含鈮(ni)(或鈦)穩定化(hua)元素(su)和含有(you)少量(liang)鐵素(su)體(ti)(一般(ban)(ban)要(yao)(yao)求鐵素(su)體(ti)含量(liang)為4%~12%)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料(liao)。根據(ju)母材和腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)環境的不同(tong),也可選擇(ze)同(tong)時(shi)(shi)滿足上述(shu)三種要(yao)(yao)求的材料(liao)(如E347L焊(han)(han)(han)(han)條)。在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)工藝上,要(yao)(yao)求控(kong)制層間溫度,一般(ban)(ban)低(di)(di)于150℃,采用(yong)小(xiao)線能量(liang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法(fa)(fa)和工藝措施(shi)可以減小(xiao)敏化(hua)溫度區域(yu),防止晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)大和碳化(hua)物的析出(chu),以減小(xiao)焊(han)(han)(han)(han)縫晶(jing)(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)傾向。
2. 熱影響區(qu)中溫敏化區(qu)的晶間腐蝕(shi)
無論(lun)是單道焊縫還是多道焊縫,熱影(ying)響(xiang)區(qu)內的(de)敏化(hua)區(qu)總是存(cun)(cun)在的(de),這就存(cun)(cun)在著(zhu)晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)可(ke)能。在焊接(jie)工藝(yi)上,選(xuan)擇線能量較(jiao)低的(de)焊接(jie)方(fang)法,或盡可(ke)能降(jiang)低焊接(jie)規(gui)范,控(kong)制層(ceng)間(jian)溫(wen)度,加(jia)快冷卻速度,使(shi)敏化(hua)溫(wen)度區(qu)間(jian)停留時間(jian)盡可(ke)能縮短,減(jian)小熱影(ying)響(xiang)區(qu)敏化(hua)區(qu)的(de)寬(kuan)度,從而減(jian)輕晶間(jian)腐(fu)蝕。防止(zhi)熱影(ying)響(xiang)區(qu)晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)最好辦法是選(xuan)用合適的(de)母材,如采用含(han)鈦、鈮的(de)穩定化(hua)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang),含(han)一定數量鐵素體(ti)的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)及超(chao)低碳(tan)的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。
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。
無論是(shi)焊(han)縫晶間(jian)腐(fu)蝕、熱影響區(qu)的(de)敏(min)化區(qu)晶間(jian)腐(fu)蝕還是(shi)熱影響區(qu)的(de)過熱區(qu)“刀蝕”,材(cai)(cai)料(liao)選擇(ze)是(shi)最(zui)關鍵、最(zui)有效的(de),焊(han)接(jie)工(gong)藝方法(fa)和措施的(de)作用(yong)是(shi)很有限的(de)。如(ru)果(guo)工(gong)件較小、在工(gong)件材(cai)(cai)料(liao)及結構允許的(de)情況下,可以進行焊(han)后固熔處(chu)理(即在1065~1120℃+水(shui)冷或急冷),也是(shi)有效防止晶間(jian)腐(fu)蝕的(de)方法(fa)。但在實際生(sheng)產中,由(you)于工(gong)件大、結構復雜和其他材(cai)(cai)料(liao)的(de)原因而無法(fa)實現固熔處(chu)理。