奧氏體不銹鋼焊(han)接(jie)時，焊縫及熱影響區均可能出現熱裂紋。最常見的是焊縫結晶裂紋，有時在熱影響區或多層焊層間金屬也可出現液化裂紋。奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)具(ju)有較大(da)的(de)熱(re)裂(lie)紋敏(min)感性，主要取(qu)決(jue)于鋼(gang)的(de)化學成分、組織與(yu)性能的(de)特點。


  奧氏體不銹鋼中合金元素較多，尤其是含有一定數量的鎳，它不僅提高了奧氏體的穩定性，而且還易和硫、磷等雜質形成低熔點化合物或共晶，如Ni-S共晶熔點為645℃、Ni-P共晶熔點為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶熔點更低，危害性也更大。其他一些元素如硼、硅等的偏析，也將促使產生熱裂紋。


  奧氏體不銹鋼焊縫易形成方向性強的粗大柱狀晶組織，有利于有害雜質和元素的偏析，從而促使形成連續的晶間液膜，提高了熱裂紋的敏感性。


  從奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)物理性能(neng)看，它具有(you)熱(re)導率小(xiao)、線膨脹(zhang)系數大(da)的(de)特點，因而在焊接(jie)(jie)不均勻加熱(re)的(de)情況下(xia)，極易(yi)形成較大(da)的(de)拉應(ying)力，促進了焊接(jie)(jie)熱(re)裂紋的(de)產生(sheng)。


  由以(yi)上分析可知，與結構鋼相(xiang)比，奧氏體不(bu)銹鋼的焊接熱(re)裂紋傾(qing)向較大，尤其是(shi)高鎳奧氏體不(bu)銹鋼。


防(fang)止奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)熱(re)裂紋的(de)主要措(cuo)施(shi)如下：


  ①. 嚴(yan)格控(kong)制有害雜(za)質硫、磷的含量(liang)，鋼中含鎳量(liang)越(yue)高，越(yue)應(ying)該嚴(yan)格控(kong)制。


  ②. 調整焊(han)縫金屬的組(zu)織(zhi)


   奧氏體不銹鋼焊縫可以是單相的奧氏體組織，也可以是奧氏體為主的雙相組織。大量實踐證明，單相奧氏體組織的焊縫，對熱裂紋的敏感性較大，而雙相組織的焊縫，則具有良好的抗裂性能，如表6-2中所列出的奧氏體焊縫中鐵素體的影響。焊接18-8型不銹鋼時，如果形成Y+5%δ的雙相組織，不僅可以提高抗晶間腐蝕能力，而且又減小了熱裂敏感性。焊縫中的δ相，可以細化晶粒，消除單相奧氏體的方向性，減少有害雜質在晶界的偏析，而且δ相能溶解較多的硫、磷，并能降低界面能，阻止晶間液膜的形成，從而有利于提高焊縫的抗熱裂紋能力。


  表6-2 奧氏體焊縫中δ-鐵素體的影響


表 2.jpg



 ③. 調整焊縫金屬合金成分


  當在(zai)(zai)焊縫(feng)中(zhong)不允許有雙(shuang)相組織(zhi)時(shi)，如(ru)表6-3中(zhong)“不希望(wang)有δ-鐵素體(ti)的(de)理由(you)”所列出的(de)各項，就必須對(dui)焊縫(feng)金(jin)屬進行合(he)理的(de)合(he)金(jin)化(hua)。如(ru)在(zai)(zai)單相穩定奧氏體(ti)鋼中(zhong)適當增(zeng)加(jia)Mn、C、N的(de)含量(liang)可以提高(gao)焊縫(feng)的(de)抗裂性能(neng)。此外，加(jia)入少量(liang)的(de)鈰、鋯、鉭(tan)等微(wei)量(liang)元素，可以細化(hua)焊縫(feng)組織(zhi)、凈化(hua)晶界，也可減少焊縫(feng)的(de)熱裂紋敏感性。



 ④. 工藝措(cuo)施


  在焊(han)(han)接(jie)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼時，應盡(jin)量減小(xiao)熔池過熱(re)，以防止形成粗大的柱狀(zhuang)晶。奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼焊(han)(han)接(jie)宜采用(yong)小(xiao)線能量及小(xiao)截面的焊(han)(han)道。


 至于液(ye)化(hua)裂紋(wen)，它主(zhu)要出現于25-20型的(de)奧氏體不銹鋼的(de)焊接(jie)接(jie)頭中。為了(le)防(fang)止產生液(ye)化(hua)裂紋(wen)，除了(le)嚴格限(xian)制(zhi)母材(cai)(cai)中的(de)雜質含量(liang)以(yi)(yi)及控制(zhi)母材(cai)(cai)的(de)晶(jing)粒度(du)以(yi)(yi)外，在(zai)工藝上應采用高能(neng)量(liang)密度(du)的(de)焊接(jie)方法、小線能(neng)量(liang)和(he)提高接(jie)頭的(de)冷卻速(su)度(du)等措施，以(yi)(yi)減小母材(cai)(cai)的(de)過熱和(he)避免近縫區(qu)晶(jing)粒的(de)粗化(hua)。