奧氏體(ti)不銹鋼焊接時，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。奧氏體鋼(gang)具有(you)較大(da)的熱裂紋敏(min)感性，主(zhu)要取決于鋼(gang)的化學(xue)成(cheng)分、組織(zhi)與(yu)性能的特點。


  奧氏體不銹鋼(gang)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(shi)體(ti)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。


  從奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)物(wu)理性(xing)能看(kan)，它(ta)具有(you)熱(re)導率小(xiao)、線膨脹系(xi)數大的(de)特點(dian)，因(yin)而在(zai)焊接不(bu)均(jun)勻加熱(re)的(de)情(qing)況下，極易(yi)形成較大的(de)拉應力，促進了焊接熱(re)裂紋的(de)產生。


  由以(yi)上分析可(ke)知，與(yu)結構鋼(gang)(gang)相比(bi)，奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的焊接(jie)熱裂(lie)紋傾向較大，尤其是高鎳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


防止奧氏(shi)體不銹鋼焊接熱裂紋的(de)主要措施如(ru)下：


  ①. 嚴(yan)格控制(zhi)有(you)害(hai)雜質硫、磷(lin)的含量(liang)，鋼中(zhong)含鎳量(liang)越高(gao)，越應該嚴(yan)格控制(zhi)。


  ②. 調整焊(han)縫金屬的(de)組織(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(han)縫金(jin)屬合金(jin)成(cheng)分(fen)


  當在焊(han)縫(feng)中不(bu)(bu)允(yun)許有(you)雙相組織時，如表6-3中“不(bu)(bu)希望有(you)δ-鐵素體(ti)的(de)理(li)由”所列(lie)出(chu)的(de)各(ge)項(xiang)，就必須對焊(han)縫(feng)金屬進行合(he)理(li)的(de)合(he)金化(hua)。如在單相穩定奧氏體(ti)鋼(gang)中適當增加(jia)(jia)Mn、C、N的(de)含量可以提高焊(han)縫(feng)的(de)抗裂性(xing)能(neng)。此外，加(jia)(jia)入少量的(de)鈰、鋯、鉭等微量元素，可以細化(hua)焊(han)縫(feng)組織、凈化(hua)晶界(jie)，也(ye)可減少焊(han)縫(feng)的(de)熱裂紋敏感(gan)性(xing)。



 ④. 工藝措(cuo)施


  在(zai)焊(han)接(jie)奧氏體(ti)不銹鋼時(shi)，應盡量(liang)(liang)減小(xiao)熔池過熱，以防止形成(cheng)粗大的柱(zhu)狀晶。奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)接(jie)宜采用小(xiao)線能量(liang)(liang)及小(xiao)截面的焊(han)道。


 至于(yu)液(ye)化裂(lie)紋(wen)，它(ta)主要出現于(yu)25-20型的(de)(de)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭中(zhong)。為了防止產生(sheng)液(ye)化裂(lie)紋(wen)，除了嚴格限(xian)制母(mu)材(cai)(cai)中(zhong)的(de)(de)雜質含量以(yi)及控(kong)制母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)晶粒度以(yi)外，在工藝(yi)上應采用高能量密度的(de)(de)焊接(jie)方(fang)法、小(xiao)線能量和提高接(jie)頭的(de)(de)冷卻速度等(deng)措施，以(yi)減小(xiao)母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)過熱和避免近縫(feng)區晶粒的(de)(de)粗化。